JP5954590B2 - 伝送路、及び、伝送方法 - Google Patents

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Description

本技術は、伝送路、及び、伝送方法に関し、伝送経路（モード）が複数あるマルチモード伝送を、電気信号を対象として、容易に行うことができるようにする伝送路、及び、伝送方法に関する。
光を対象とするマルチモード伝送（伝播）（伝搬）については、種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、複数の（モードの）光が伝送されるマルチモード導波路を形成しているセクションを含んでいるマルチモード干渉結合器が開示されている。
特表平08-508351号公報
ところで、例えば、ミリ波等の電気信号を対象とするマルチモード伝送を、光を対象とするマルチモード伝送の技術をそのまま利用して行う場合、電気信号は、光に比較して、波長が長いため、問題が生じることがある。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電気信号を対象とするマルチモード伝送を、容易に行うことができるようにするものである。
本技術の第１の側面の伝送路は、マルチモード導波路と、電気信号が伝送される金属線路と、前記マルチモード導波路と前記金属線路とに接続される、前記マルチモード導波路と前記金属線路とのインピーダンス整合をとる整合構造とを備え、前記電気信号は、ミリ波帯の信号であり、前記金属線路として、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路と、前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路とを有し、前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する伝送路である。
本技術の第１の側面の伝送方法は、ミリ波帯の信号である電気信号を、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路から、前記金属線路とマルチモード導波路とのインピーダンス整合をとる整合構造を介して、前記マルチモード導波路に入力し、前記マルチモード導波路から、他の整合構造を介して、前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の他の金属線路に、電気信号を出力し、前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する伝送方法である。
以上のような第１の側面においては、ミリ波帯の信号である電気信号が、マルチモード導波路と金属線路との間を、整合構造を介して、入出力される。このとき、金属線路として、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路と、複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路とが用いられ、多重化信号が複数の周波数帯域に分波される。
本技術の第２の伝送路は、マルチモード導波路と、電気信号が伝送される金属線路とを備え、前記マルチモード導波路と、前記金属線路とが直接接続されており、前記電気信号は、ミリ波帯の信号であり、前記金属線路として、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路と、前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路とを有し、前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する伝送路である。
本技術の第２の伝送方法は、ミリ波帯の信号である電気信号を、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路から、マルチモード導波路に直接入力し、前記マルチモード導波路から、前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の他の金属線路に、電気信号を直接出力し、前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する伝送方法である。
以上のような第２の側面においては、ミリ波帯の信号である電気信号が、マルチモード導波路と金属線路との間を、直接、入出力される。このとき、金属線路として、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路と、複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路とが用いられ、多重化信号が複数の周波数帯域に分波される。
本技術によれば、電気信号を対象とするマルチモード伝送を、容易に行うことができる。
光学系の伝送路の構成例を示す図である。 本技術を適用した伝送路の第１実施の形態の構成例を示す平面図及び断面図である。 本技術を適用した伝送路の第２実施の形態の構成例を示す平面図及び断面図である。 本技術を適用した伝送路の第３実施の形態の構成例を示す平面図及び断面図である。 本技術を適用した伝送路に付加することができる機能を説明する図である。 分波の機能が付加された１入力Ｎ出力の伝送路の一実施の形態の構成例を示す平面図である。 混合の機能が付加されたＮ入力１出力の伝送路の一実施の形態の構成例を示す平面図である。 スイッチ（又はクロス）の機能が付加されたＮ入力Ｎ出力の伝送路の一実施の形態の構成例を示す平面図である。
以下、本技術の実施の形態について説明するが、その前に、前段階の準備として、光を対象とするマルチモード伝送について簡単に説明する。
［光を対象とするマルチモード伝送］
図１は、光学系の伝送路の構成例を示す図である。
図１において、伝送路は、光を対象として、２入力２出力のマルチモード伝送を行う伝送路であり、シングルモード導波路１２１及び１２２、マルチモード導波路１３、並びに、シングルモード導波路１４１及び１４２を有する。
シングルモード導波路１２１は、断面が略長方形のマルチモード導波路１３の、図中、左上側に、シングルモード導波路１２２は、マルチモード導波路１３の、図中、左下側に、シングルモード導波路１４１は、マルチモード導波路１３の、図中、右上側に、シングルモード導波路１４２は、マルチモード導波路１３の、図中、右下側に、それぞれ配置されている。
シングルモード導波路１２１には、E/O(Electrical/Optical)変換器１１１が接続されており、シングルモード導波路１２２には、E/O変換器１１２が接続されている。
E/O変換器１１１は、外部から供給される電気信号#1に従い、その電気信号#1に対応する光#1を発光する。
同様に、E/O変換器１１２は、外部から供給される電気信号#2に従い、その電気信号#2に対応する光#1を発光する。
シングルモード導波路１２１及び１２２は、マルチモード光ファイバ等であるマルチモード導波路１３に、光を入力（入射）するインターフェースとしてのシングルモード光ファイバ等であり、シングルモード導波路１２１及び１２２それぞれを伝送する光は、マルチモード導波路１３に入力される。
したがって、E/O変換器１１１が発光する光#1は、シングルモード導波路１２１を伝送していき、マルチモード導波路１３に入力される。同様に、E/O変換器１１２が発光する光#2は、シングルモード導波路１２２を伝送していき、マルチモード導波路１３に入力される。
マルチモード導波路１３の左上に配置されたシングルモード導波路１２１からマルチモード導波路１３に入力される光#1は、マルチモード導波路１３を伝送していき、図１では、マルチモード導波路１３の右下に到達する。
マルチモード導波路１３の右下には、マルチモード導波路１３から光を出力（出射）するインターフェースとしてのシングルモード光ファイバ等であるシングルモード導波路１４２が配置されている。
したがって、マルチモード導波路１３を伝送していき、マルチモード導波路１３の右下に到達した光#1は、シングルモード導波路１４２に出力され、シングルモード導波路１４２を伝送していく。
シングルモード導波路１４２には、O/E(Optical/Electrical)変換器１５２が接続されており、シングルモード導波路１４２を伝送していく光#1は、O/E変換器１５２に到達する。
O/E変換器１５２は、シングルモード導波路１４２からの光#1を受光し、その光#1に対応する電気信号#1を出力する。
一方、マルチモード導波路１３の左下に配置されたシングルモード導波路１２２からマルチモード導波路１３に入力される光#2は、マルチモード導波路１３を伝送していき、図１では、マルチモード導波路１３の右上に到達する。
マルチモード導波路１３の右上には、マルチモード導波路１３から光を出力（出射）するインターフェースとしてのシングルモード光ファイバ等であるシングルモード導波路１４１が配置されている。
したがって、マルチモード導波路１３を伝送していき、マルチモード導波路１３の右上に到達した光#2は、シングルモード導波路１４１に出力され、シングルモード導波路１４１を伝送していく。
シングルモード導波路１４１には、O/E変換器１５１が接続されており、シングルモード導波路１４１を伝送していく光#2は、O/E変換器１５１に到達する。
O/E変換器１５１は、シングルモード導波路１４１からの光#2を受光し、その光#2対応する電気信号#2を出力する。
なお、E/O変換器１１１及び１１２、並びに、O/E変換器１５１及び１５２は、いずれも、電源を必要とする、いわゆるアクティブな回路である。
また、図１において、マルチモード導波路１３の左側から入力された光が、マルチモード導波路１３の右側のどの位置に到達するかは、マルチモード導波路１３のサイズ（構造）等によって決まる。
図１の光学系の伝送路を、そのまま、例えば、ミリ波帯の電気信号、すなわち、周波数が30ないし300GHz程度（波長が、1ないし10mm程度）の電気信号であるミリ波の伝送に利用した場合、電気信号は、光に比較して、波長が長いため、問題が生じることがある。
例えば、波長の長いミリ波を伝送する場合には、シングルモード導波路１２１及び１２２、並びに、シングルモード導波路１４１及び１４２（に相当する導波路）が大型化し、伝送路全体が大型化する。
さらに、波長の長いミリ波は、波長の短い光に比較して、導波路から漏れやすい。このため、シングルモード導波路１２１及び１２２や、シングルモード導波路１４１及び１４２（に相当する導波路）を、近い位置に配置すると、あるシングルモード導波路から漏れた信号が、そのシングルモード導波路に近い位置に配置された他のシングルモード導波路を伝送している信号に干渉する。
かかる干渉を防止するためには、マルチモード導波路１３（に相当する導波路）に信号を入出力する各シングルモード導波路を、他のシングルモード導波路から、ある程度離して配置する配置の制約を課す必要がある。
しかしながら、マルチモード伝送では、マルチモード導波路１３（に相当する導波路）に信号を入力する位置（以下、入力位置ともいう）と、その入力位置から入力された信号が、マルチモード導波路１３を伝送していって到達するマルチモード導波路１３の位置（以下、出力位置ともいう）との位置関係は、信号の波長や、マルチモード導波路１３のサイズによって決まる。
したがって、シングルモード導波路１２１及び１２２や、シングルモード導波路１４１及び１４２（に相当する導波路）に、配置の制約を課した場合には、所望の入力位置に、シングルモード導波路１２１や１２２を設けることや、所望の出力位置に、シングルモード導波路１４１や１４２を設けることが困難となることがある。
そこで、本技術では、電気信号を対象とするマルチモード伝送を、容易に行うことができるようにする伝送路を提案する。
［本技術を適用した伝送路の第１実施の形態］
図２は、本技術を適用した伝送路の第１実施の形態の構成例を示す平面図及び断面図である。
図２において、伝送路は、例えば、ミリ波等の電気信号を対象として、２入力２出力のマルチモード伝送を行う伝送路であり、金属線路２１１及び２１２、整合構造２２１及び２２２、マルチモード導波路２３、整合構造２４１及び２４２、並びに、金属線路２５１及び２５２を有する。
金属線路２１ｉは（図２では、i=1,2）、例えば、断面が円筒形等の銅線であり、金属線路２１ｉには、例えば、ミリ波を送信する図示せぬミリ波送信回路から供給されるミリ波が伝送される。
金属線路２１ｉは（図２では、i=1,2）、整合構造２２ｉに接続されており、整合構造２２ｉは、マルチモード導波路２３に接続されている。
したがって、金属線路２１ｉを伝送されてくるミリ波は、整合構造２２ｉを介して、マルチモード導波路２３に入力される。
整合構造２２ｉは、金属線路２１ｉと、マルチモード導波路２３とのインピーダンス整合をとる回路等である。整合構造２２ｉとしては、金属線路２１ｉと、例えば、後述するように、誘電体導波路等であるマルチモード導波路２３との間で、反射を防止して、効率的に、ミリ波を授受することができるパッシブな回路（ミリ波については、例えば、アンテナとしての1mm程度のボンディングワイヤ等）を採用することができる。
マルチモード導波路２３は、例えば、長方形の平板形状の誘電体導波路等であり、マルチモード導波路２３の左側には、整合構造２２ｉを介して、金属線路２１ｉが接続されている。
したがって、金属線路２１ｉから、整合構造２２ｉを介して、マルチモード導波路２３に入力されるミリ波は、マルチモード導波路２３を、左から右に向かって伝送される。
マルチモード導波路２３の右側には、整合構造２４ｉが接続されており、整合構造２４ｉには、金属線路２５ｉが接続されている。
整合構造２４ｉは、整合構造２２ｉと同様に構成され、マルチモード導波路２３と金属線路２５ｉとのインピーダンス整合をとる。
金属線路２５ｉは、金属線路２１ｉと同様に構成される。
金属線路２１ｉから、整合構造２２ｉを介して、マルチモード導波路２３に入力されるミリ波は、マルチモード導波路２３を、左から右に向かって伝送していく。そして、ミリ波は、マルチモード導波路２３の右側に到達し、そのマルチモード導波路２３の右側に到達したミリ波のうちの、整合構造２４ｉが配置された位置に到達したミリ波は、整合構造２４ｉを介して、金属線路２５ｉに出力される。
金属線路２５ｉに出力されたミリ波は、金属線路２５ｉを伝送していき、例えば、ミリ波を受信する図示せぬミリ波受信回路に供給される。
なお、図２では、金属線路２１ｉ、整合構造２２ｉ、マルチモード導波路２３、整合構造２４ｉ、並びに、金属線路２５ｉは、断面図（平面図を、図面に垂直な方向に切ったときの断面図）に示すように、平面上に並ぶように配置されている。
また、図２の平面図において、整合構造２２１は、マルチモード導波路２３の左上に、整合構造２２２は、マルチモード導波路２３の左下に、整合構造２４１は、マルチモード導波路２３の右上に、整合構造２４２は、マルチモード導波路２３の右下に、それぞれ配置されている。
以上のように構成される伝送路では、ミリ波が、金属線路２１ｉから、整合構造２２ｉを介して、マルチモード導波路２３に入力され、図中、左から右方向に伝送される。そして、マルチモード導波路２３の右側に到達したミリ波のうちの、整合構造２４ｉが配置された位置に到達したミリ波は、マルチモード導波路２３から、整合構造２４ｉを介して、金属線路２５ｉに出力される。
図２の伝送路では、図１の伝送路のシングルモード導波路１２１及び１２２並びに１４１及び１４２に代えて、金属線路２１ｉ及び整合構造２２ｉ、並びに、整合構造２４ｉ及び金属線路２５ｉが設けられているので、ミリ波等の電気信号を対象とするマルチモード伝送を、容易に行うことができる。
すなわち、金属線路２１ｉ及び整合構造２２ｉ、並びに、整合構造２４ｉ及び金属線路２５ｉは、シングルモード導波路１２１及び１２２並びに１４１及び１４２（に相当するミリ波用の導波路）に比較して、小型に構成することができるので、図１の光学系の伝送路を、そのまま、ミリ波の伝送に利用する場合に比較して、伝送路をコンパクトに構成することができる。
また、図２の伝送路では、図１の伝送路のシングルモード導波路１２１及び１２２並びに１４１及び１４２（に相当するミリ波用の導波路）を設ける必要がないので、図１で説明したような、ミリ波が導波路から漏れることによる干渉の防止のために、シングルモード導波路１２１及び１２２並びに１４１及び１４２（に相当するミリ波用の導波路）の配置が制約されることはない。
すなわち、整合構造２２ｉ及び２４ｉは、干渉を防止するために配置が制約されることはなく、マルチモード導波路２３の任意の位置に配置することができる。
さらに、整合構造２２ｉ及び２４ｉ（ひいては、整合構造２２ｉ及び２４ｉそれぞれと接続される金属線路２１ｉ及び２５ｉ）の配置が制約されないので、伝送路に、後述するような所望の機能を付加することができる。
なお、図２では、金属線路２１ｉとマルチモード導波路２３とのインピーダンス整合をとるための整合構造２２ｉを設けたが、例えば、金属線路２１ｉとマルチモード導波路２３とのインピーダンスが（ほぼ）整合している場合や、金属線路２１ｉとマルチモード導波路２３とを直接接続したときのミリ波の反射が問題にならない場合には、整合構造２２ｉを設けずに、金属線路２１ｉとマルチモード導波路２３とを直接接続することができる。同様に、整合構造２４ｉを設けずに、マルチモード導波路２３と金属線路２５ｉとを直接接続することができる。
この場合、ミリ波は、金属線路２１ｉから、マルチモード導波路２３に直接入力され、図中、左から右方向に伝送されていく。そして、マルチモード導波路２３の右側に到達したミリ波のうちの、金属線路２５ｉが配置された位置に到達したミリ波が、マルチモード導波路２３から、金属線路２５ｉに直接出力される。
以上のように、整合構造２２ｉ及び２４ｉを設けずに、金属線路２１ｉ及び２５ｉそれぞれとマルチモード導波路２３とを直接接続する場合には、整合構造２２ｉ及び２４ｉを設けない分だけ、伝送路をコンパクトに構成することができる。
［本技術を適用した伝送路の第２実施の形態］
図３は、本技術を適用した伝送路の第２実施の形態の構成例を示す平面図及び断面図である。
なお、図中、図２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図３において、伝送路は、金属線路２１ｉないし金属線路２５ｉを有する点で、図２の伝送路と共通するが、金属板３１が新たに設けられている点で、図２の伝送路と相違する。
図３では、平板形状のマルチモード導波路２３の一面に接触するように、平板形状の金属板３１が設けられている。
この場合、マルチモード導波路２３の、金属板が接触している一面から、ミリ波が漏れるのを防止することができる。
なお、図３の伝送路においては、図２で説明した場合と同様に、整合構造２２ｉ及び２４ｉを設けずに、金属線路２１ｉ及び２５ｉそれぞれとマルチモード導波路２３とを直接接続することができる。
［本技術を適用した伝送路の第３実施の形態］
図４は、本技術を適用した伝送路の第３実施の形態の構成例を示す平面図及び断面図である。
なお、図中、図２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図４において、伝送路は、金属線路２１ｉないし金属線路２５ｉを有する点で、図２の伝送路と共通する。
但し、図４の伝送路においては、整合構造２１ｉ及び２４ｉそれぞれと、マルチモード導波路２３とが、積層するように配置されている点で、整合構造２１ｉ及び２４ｉそれぞれと、マルチモード導波路２３とが平面上に並ぶように配置されている図２の伝送路と相違する。
図４の伝送路では、平板形状のマルチモード導波路２３が、整合構造２２ｉ及び２４ｉの全体を覆うように（整合構造２２ｉ及び２４ｉが隠れるように）、整合構造２２ｉ及び２４ｉ上に配置されており、したがって、整合構造２２ｉ及び２４ｉが、マルチモード導波路２３に隠れている分だけ、伝送路をコンパクトに構成することができる。
ここで、以下では、本技術を、整合構造２２ｉ及び２４ｉが設けられた伝送路を例として説明するが、以下説明する本技術は、整合構造２２ｉ及び２４ｉを設けずに、金属線路２１ｉ及び２５ｉそれぞれとマルチモード導波路２３とが直接接続された伝送路にも適用可能である。
［伝送路に付加することができる機能］
図５は、本技術を適用した伝送路に付加することができる機能を説明する図である。
マルチモード導波路２３のマルチモード伝送において、マルチモード導波路２３にミリ波を入力する位置である入力位置と、その入力位置から入力されたミリ波が、マルチモード導波路２３を伝送していって到達するマルチモード導波路２３の位置である出力位置との位置関係は、信号の波長や、マルチモード導波路２３のサイズ（構造）によって決まる。
図５は、マルチモード導波路２３として、所定のサイズの長方形の平板形状の誘電体導波路を採用するとともに、金属線路２１ｉから整合構造２２ｉを介して、マルチモード導波路２３に入力する入力信号として、60GHzのミリ波と80GHzのミリ波とを採用した場合の、電磁界解析の解析結果を示している。
図５では、60GHzのミリ波、及び、80GHzのミリ波は、いずれも、マルチモード導波路２３の左上に配置された整合構造２２１から、マルチモード導波路２３に入力されている。
マルチモード導波路２３に入力された60GHzのミリ波、及び、80GHzのミリ波は、いずれも、電界強度分布が蛇行しながら、マルチモード導波路２３の左から右に伝送（伝播）していき、マルチモード導波路２３の右側に到達している。
図５では、60GHzのミリ波は、マルチモード導波路２３の右下の位置（整合構造２４２が配置されている位置）に到達し、80GHzのミリ波は、マルチモード導波路２３の右上の位置（整合構造２４１が配置された位置）に到達している。
したがって、マルチモード導波路２３の右下に到達した60GHzのミリ波は、マルチモード導波路２３の右下から、そこに配置された整合構造２４２を介して出力される。同様に、マルチモード導波路２３の右上に到達した80GHzのミリ波は、マルチモード導波路２３の右上から、そこに配置された整合構造２４１を介して出力される。
以上のように、マルチモード導波路２３の左上に配置された整合構造２２１（に接続された金属線路２１１）からマルチモード導波路２３に入力された60GHzのミリ波は、マルチモード導波路２３の右下に配置された整合構造２４２（に接続された金属線路２５２）に出力される。また、マルチモード導波路２３の左上に配置された整合構造２２１からマルチモード導波路２３に入力された80GHzのミリ波は、マルチモード導波路２３の右上に配置された整合構造２４１（に接続された金属線路２５１）に出力される。
したがって、60GHzのミリ波、及び、80GHzのミリ波を多重化（混合）した多重化信号を、整合構造２２１から入力した場合には、多重化信号に含まれる60GHzのミリ波は、整合構造２４２から出力され、多重化信号に含まれる80GHzのミリ波は、整合構造２４１から出力される。
この場合、伝送路は、60GHzのミリ波、及び、80GHzのミリ波を多重化した多重化信号から、60GHzのミリ波と80GHzのミリ波とを分波する分波器として機能するので、分波の機能が付加されているということができる。
以上のように、本技術を適用した伝送路には、分波の機能を付加することができるが、その他、例えば、混合（結合）の機能や、スイッチの機能、クロスの機能を付加することができる。
図６は、分波の機能が付加された１入力Ｎ出力の伝送路の一実施の形態の構成例を示す平面図である。
なお、図６において、図２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図６では、複数の異なる周波数（帯域）f#1,f#2,・・・,f#Nのミリ波である信号O#1,O#2,・・・,O#Nが多重化された多重化信号（電気信号）I#1が入力される１個の入力用の金属線路２１１が、インピーダンス整合をとるための整合構造２２１を介して、マルチモード導波路２３の左側の上方（左上）に接続されている。
さらに、図６では、複数の周波数f#1,f#2,・・・,f#Nの信号O#1,O#2,・・・,O#Nそれぞれが出力される複数であるＮ個の出力用の金属線路２５１，２５２，・・・，２５Ｎが、インピーダンス整合をとるための整合構造２４１，２４２，・・・，２４Ｎを介して、それぞれ、マルチモード導波路２３の右側の異なる位置に接続されている。
ここで、図６において、マルチモード導波路２３のサイズ、並びに、整合構造２２１及び２５１ないし２５Ｎの位置は、周波数f#nの信号O#nを(n=1,2,・・・,N)、整合構造２２１の位置から、マルチモード導波路２３に入力した場合に、信号O#nが、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４ｎの位置に到達するように設定（設計）されている。
図６の伝送路においては、複数であるＮ個の周波数f#1ないしf#Nの信号O#1ないしO#Nを多重化した多重化信号I#1を、金属線路２１１から、整合構造２２１を介して、マルチモード導波路２３に入力すると、多重化信号I#1に含まれる信号O#1ないしO#Nのうちの、信号O#nは、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４ｎの位置に到達し、整合構造２４ｎを介して、金属線路２５ｎに出力される。
したがって、図６の伝送路は、多重化信号I#1から、信号O#1ないしO#Nそれぞれを分波する分波の機能を有する。
図７は、混合の機能が付加されたＮ入力１出力の伝送路の一実施の形態の構成例を示す平面図である。
なお、図７において、図２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図７では、複数の異なる周波数（帯域）f#1,f#2,・・・,f#Nのミリ波である信号I#1,I#2,・・・,I#Nが入力されるＮ個の入力用の金属線路２１１，２１２，・・・，２１Ｎが、インピーダンス整合をとるための整合構造２２１，２２２，・・・，２２Ｎを介して、それぞれ、マルチモード導波路２３の左側の異なる位置に接続されている。
さらに、図７では、複数の周波数f#1,f#2,・・・,f#Nの信号I#1,I#2,・・・,I#Nを多重化した多重化信号O#1が出力される１個の出力用の金属線路２５１が、インピーダンス整合をとるための整合構造２４１を介して、マルチモード導波路２３の右側の上方（右上）に接続されている。
ここで、図７において、マルチモード導波路２３のサイズ、並びに、整合構造２２１ないし２２Ｎ及び２５１の位置は、周波数f#nの信号I#nを、整合構造２２ｎの位置から、マルチモード導波路２３に入力した場合に、信号I#nが、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４１の位置に到達するように設定されている。
図７の伝送路においては、複数であるＮ個の周波数f#1ないしf#Nの信号I#1ないしI#Nを、金属線路２１１ないし２１Ｎから、整合構造２２１ないし２２Ｎを介して、それぞれ、マルチモード導波路２３に入力すると、信号I#1ないしI#Nは、いずれも、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４１の位置に到達し、整合構造２４１を介して、信号O#1として、金属線路２５１に出力される。
したがって、図７の伝送路は、複数の異なる周波数f#1ないしf#Nの信号I#1ないしI#Nを多重化（混合）し、その信号I#1ないしI#Nを多重化した信号O#1を、金属線路２５１に出力する混合の機能を有する。
図８は、スイッチの機能が付加されたＮ入力Ｎ出力の伝送路の一実施の形態の構成例を示す平面図である。
なお、図８において、図２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図８では、ミリ波である複数の信号I#1ないしI#Nが入力されるＮ個の入力用の金属線路２１１ないし２１Ｎが、インピーダンス整合をとるための整合構造２２１ないし２２Ｎを介して、それぞれ、マルチモード導波路２３の左側の異なる位置に接続されている。
さらに、図８では、ミリ波である複数の信号O#1ないしO#Nが出力されるＮ個の出力用の金属線路２５１ないし２５Ｎが、インピーダンス整合をとるための整合構造２４１ないし２４Ｎを介して、それぞれ、マルチモード導波路２３の右側の異なる位置に接続されている。
ここで、図８において、マルチモード導波路２３のサイズ、並びに、整合構造２２１ないし２２Ｎ及び２４１ないし２４Ｎの位置は、周波数f#nの信号I#nを、整合構造２２ｎの位置から、マルチモード導波路２３に入力した場合に、信号I#nが、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４ｎ’の位置に到達するように設定されている（n'=1,2,・・・,Nであり、任意のn=n1に対するn'=n1'と、n1と等しくないn=n2に対するn'=n2'とは、異なる値）。
図８の伝送路においては、ある周波数f#nの信号I#nを、金属線路２１ｎから、整合構造２２ｎを介して、マルチモード導波路２３に入力すると、信号I#nは、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４ｎ’の位置に到達し、整合構造２４ｎ’を介して、金属線路２５ｎ’に、信号O#n'として出力される。
したがって、図８の伝送路は、複数の異なる周波数f#1ないしf#Nの信号I#1ないしI#Nが入力された場合に、整合構造２２ｎの位置から入力される周波数f#nの信号I#nを、整合構造２４ｎ’の位置から、信号O#n'として出力するスイッチの機能、すなわち、複数の異なる周波数f#1ないしf#Nの信号I#1ないしI#Nの並びを並び替える機能を有する。
なお、図８において、マルチモード導波路２３のサイズ、並びに、整合構造２２１ないし２２Ｎ及び２４１ないし２４Ｎの位置は、所定の周波数Fの信号I#nを、整合構造２２ｎの位置から、マルチモード導波路２３に入力した場合に、信号I#nが、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４ｎ’の位置に到達するように設定することができる。
この場合、所定の周波数Fの信号I#nを、金属線路２１ｎから、整合構造２２ｎを介して、マルチモード導波路２３に入力すると、信号I#nは、マルチモード導波路２３を伝送していって、整合構造２４ｎ’の位置に到達し、整合構造２４ｎ’を介して、金属線路２５ｎ’に、信号O#n'として出力される。
したがって、図８の伝送路は、同一の周波数Fの複数の信号I#1ないしI#Nが入力された場合に、整合構造２２ｎの位置から入力される信号I#nを、整合構造２４ｎ’の位置から、信号O#n'として出力するクロスの機能、すなわち、同一周波数の複数の信号I#1ないしI#Nの並びを並び替える機能を有する。
ここで、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、伝送路を伝送させる対象は、ミリ波に限定されるものではなく、ミリ波以外の電気信号であってもよい。
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
［１］
マルチモード導波路と、
電気信号が伝送される金属線路と、
前記マルチモード導波路と前記金属線路とに接続される、前記マルチモード導波路と前記金属線路とのインピーダンス整合をとる整合構造と
を備える伝送路。
［２］
前記電気信号は、ミリ波帯の信号である
［１］に記載の伝送路。
［３］
前記マルチモード導波路、前記金属線路、及び、前記整合構造は、平面上に並ぶように配置されている
［１］又は［２］に記載の伝送路。
［４］
前記マルチモード導波路に接触する金属をさらに備える
［１］ないし［３］のいずれかに記載の伝送路。
［５］
前記マルチモード導波路と前記整合構造とは、積層するように配置されている
［１］又は［２］に記載の伝送路。
［６］
前記金属線路として、
複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される１の入力用の金属線路と、
前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
を備える［１］ないし［５］のいずれかに記載の伝送路。
［７］
前記金属線路として、
複数の周波数帯域の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
前記複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が出力される１の出力用の金属線路と
を備える［１］ないし［５］のいずれかに記載の伝送路。
［８］
前記金属線路として、
複数の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
前記複数の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
を備える［１］ないし［５］のいずれかに記載の伝送路。
［９］
電気信号を、金属線路から、前記金属線路とマルチモード導波路とのインピーダンス整合をとる整合構造を介して、前記マルチモード導波路に入力し、
前記マルチモード導波路から、他の整合構造を介して、他の金属線路に、電気信号を出力する
伝送方法。
［１０］
マルチモード導波路と、
電気信号が伝送される金属線路と
を備え、
前記マルチモード導波路と、前記金属線路とが直接接続される
伝送路。
［１１］
前記電気信号は、ミリ波帯の信号である
［１０］に記載の伝送路。
［１２］
前記マルチモード導波路、及び、前記金属線路は、平面上に並ぶように配置されている
［１０］又は［１１］に記載の伝送路。
［１３］
前記マルチモード導波路に接触する金属をさらに備える
［１０］ないし［１２］のいずれかに記載の伝送路。
［１４］
前記金属線路として、
複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される１の入力用の金属線路と、
前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
を備える［１０］ないし［１３］のいずれかに記載の伝送路。
［１５］
前記金属線路として、
複数の周波数帯域の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
前記複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が出力される１の出力用の金属線路と
を備える［１０］ないし［１３］のいずれかに記載の伝送路。
［１６］
前記金属線路として、
複数の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
前記複数の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
を備える［１０］ないし［１３］のいずれかに記載の伝送路。
［１７］
電気信号を、金属線路から、マルチモード導波路に直接入力し、
前記マルチモード導波路から、他の金属線路に、電気信号を直接出力する
伝送方法。
１１１，１１２ E/O変換器， １２１，１２２ シングルモード導波路， １３ マルチモード導波路， １４１，１４２ シングルモード導波路， １５１，１５２ O/E変換器， ２１１，２１２，・・・，２１Ｎ 金属線路， ２２１，２２２，・・・，２２Ｎ 整合構造， ２３ マルチモード導波路， ２４１，２４２，・・・，２４Ｎ 整合構造， ２５１，２５２，・・・，２５Ｎ 金属線路， ３１ 金属板

Claims (13)

  1. マルチモード導波路と、
    電気信号が伝送される金属線路と、
    前記マルチモード導波路と前記金属線路とに接続される、前記マルチモード導波路と前記金属線路とのインピーダンス整合をとる整合構造と
    を備え、
    前記電気信号は、ミリ波帯の信号であり、
    前記金属線路として、
    複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路と、
    前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
    を有し、
    前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する
    伝送路。
  2. 前記マルチモード導波路、前記金属線路、及び、前記整合構造は、平面上に並ぶように配置されている
    請求項１に記載の伝送路。
  3. 前記マルチモード導波路に接触する金属をさらに備える
    請求項１に記載の伝送路。
  4. 前記マルチモード導波路と前記整合構造とは、積層するように配置されている
    請求項１に記載の伝送路。
  5. 前記金属線路として、
    複数の周波数帯域の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
    前記複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が出力される１の出力用の金属線路と
    を備える請求項１に記載の伝送路。
  6. 前記金属線路として、
    複数の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
    前記複数の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
    を備える請求項１に記載の伝送路。
  7. ミリ波帯の信号である電気信号を、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路から、前記金属線路とマルチモード導波路とのインピーダンス整合をとる整合構造を介して、前記マルチモード導波路に入力し、
    前記マルチモード導波路から、他の整合構造を介して、前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の他の金属線路に、電気信号を出力し、
    前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する
    伝送方法。
  8. マルチモード導波路と、
    電気信号が伝送される金属線路と
    を備え、
    前記マルチモード導波路と、前記金属線路とが直接接続されており、
    前記電気信号は、ミリ波帯の信号であり、
    前記金属線路として、
    複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路と、
    前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
    を有し、
    前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する
    伝送路。
  9. 前記マルチモード導波路、及び、前記金属線路は、平面上に並ぶように配置されている
    請求項８に記載の伝送路。
  10. 前記マルチモード導波路に接触する金属をさらに備える
    請求項８に記載の伝送路。
  11. 前記金属線路として、
    複数の周波数帯域の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
    前記複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が出力される１の出力用の金属線路と
    を備える請求項８に記載の伝送路。
  12. 前記金属線路として、
    複数の信号それぞれが入力される複数の入力用の金属線路と、
    前記複数の信号それぞれが出力される複数の出力用の金属線路と
    を備える請求項８に記載の伝送路。
  13. ミリ波帯の信号である電気信号を、複数の周波数帯域の信号が多重化された多重化信号が入力される少なくとも１の入力用の金属線路から、マルチモード導波路に直接入力し、
    前記マルチモード導波路から、前記複数の周波数帯域の信号それぞれが出力される複数の出力用の他の金属線路に、電気信号を直接出力し、
    前記多重化信号を前記複数の周波数帯域に分波する
    伝送方法。
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