JP6334316B2 - Filter device, receiving device, transmitting device, antenna device, and switching device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、フィルタ装置、受信装置、送信装置、アンテナ装置、及び切替装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a filter device, a reception device, a transmission device, an antenna device, and a switching device.

近年、通信機器に備えられるフィルタ装置として、超伝導体で形成された超伝導フィルタが用いられている。超伝導フィルタは、急峻なカットオフ特性を有し、目的の周波数範囲外の電波の漏れを少なくすることができるが、超伝導フィルタを機能させるためには、超伝導状態になるまで超伝導フィルタを十分冷却する必要がある。このため、超伝導状態になるまで回路として動作しないため、超伝導フィルタの他に常温で機能する誘電体フィルタを設け、超伝導フィルタと誘電体フィルタとをスイッチで切り替える方法が提案されている。   In recent years, a superconducting filter formed of a superconductor has been used as a filter device provided in a communication device. The superconducting filter has a steep cut-off characteristic and can reduce the leakage of radio waves outside the target frequency range. However, in order for the superconducting filter to function, the superconducting filter is in a superconducting state. It is necessary to cool it sufficiently. For this reason, since it does not operate as a circuit until the superconducting state is obtained, a method of providing a dielectric filter that functions at room temperature in addition to the superconducting filter and switching the superconducting filter and the dielectric filter with a switch has been proposed.

しかしながら、このようなスイッチを設けた場合、スイッチで損失が発生し、信号強度の減衰や、雑音指数が悪化する問題があった。   However, when such a switch is provided, a loss occurs in the switch, and there is a problem that the signal intensity is attenuated and the noise figure is deteriorated.

特開２００４−２００４７８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-200478

本発明が解決しようとする課題は、回路切り替えにおける損失および雑音指数を改善することができるフィルタ装置、受信装置、送信装置、アンテナ装置、及び切替装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a filter device, a receiving device, a transmitting device, an antenna device, and a switching device that can improve loss and noise figure in circuit switching.

実施形態のフィルタ装置は、第１の共振器と、第２の共振器と、冷却部と、第３の共振器と、周波数設定部とを持つ。前記第１の共振器は、共振周波数が第１の周波数の共振器である。前記第２の共振器は、前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な共振器であって、超伝導体で形成された共振器である。前記冷却部は、前記第２の共振器を冷却する。前記第３の共振器は、前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な共振器であって、共振周波数を変更可能な共振器である。前記周波数設定部は、前記第３の共振器の共振周波数を、前記第１の周波数または前記第１の周波数とは異なる第２の周波数に設定する。   The filter device according to the embodiment includes a first resonator, a second resonator, a cooling unit, a third resonator, and a frequency setting unit. The first resonator is a resonator having a first resonance frequency. The second resonator is a resonator that can be electromagnetically coupled to the first resonator at the first frequency, and is a resonator formed of a superconductor. The cooling unit cools the second resonator. The third resonator is a resonator that can be electromagnetically coupled to the first resonator at the first frequency, and can change a resonance frequency. The frequency setting unit sets a resonance frequency of the third resonator to the first frequency or a second frequency different from the first frequency.

第１の実施形態のフェーズドアレイアンテナ１の構成図。The block diagram of the phased array antenna 1 of 1st Embodiment. 第１の実施形態のフィルタ装置１００の構成図。The block diagram of the filter apparatus 100 of 1st Embodiment. 第１の実施形態の共振器の構成図。The block diagram of the resonator of 1st Embodiment. 超伝導共振器の温度変化に基づくフィルタ特性の変化の一例を示す図。The figure which shows an example of the change of the filter characteristic based on the temperature change of a superconducting resonator. 第１の実施形態における、臨界温度Ｔｃ以下まで十分冷却された超伝導共振器１０５のフィルタ特性と、常温で使用される共振器（常伝導共振器）のフィルタ特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the filter characteristic of the superconducting resonator 105 fully cooled to below the critical temperature Tc in 1st Embodiment, and the filter characteristic of the resonator (normal conduction resonator) used at normal temperature. 周波数可変共振器１０３が共振周波数を変更する仕組みを説明するための図。The figure for demonstrating the mechanism in which the frequency variable resonator 103 changes a resonant frequency. 第１の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of the process by the frequency setting part 110 of 1st Embodiment. 第２の実施形態のフィルタ装置１００の構成図。The block diagram of the filter apparatus 100 of 2nd Embodiment. 第２の実施形態における、臨界温度Ｔｃ以下まで十分冷却された超伝導共振器のフィルタ特性と、常温で使用される常伝導共振器のフィルタ特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the filter characteristic of the superconducting resonator fully cooled to below critical temperature Tc in 2nd Embodiment, and the filter characteristic of the normal conduction resonator used at normal temperature. 第３の実施形態のフィルタ装置１００の構成図。The block diagram of the filter apparatus 100 of 3rd Embodiment. 第３の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of a process by the frequency setting part 110 of 3rd Embodiment. 第４の実施形態のフィルタ装置１００の構成図。The block diagram of the filter apparatus 100 of 4th Embodiment. 第４の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of a process by the frequency setting part 110 of 4th Embodiment. 第５の実施形態のフェーズドアレイアンテナ１の一例を示す図。The figure which shows an example of the phased array antenna 1 of 5th Embodiment. 第６の実施形態の切替装置２００の構成図。The block diagram of the switching apparatus 200 of 6th Embodiment. 第６の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of a process by the frequency setting part 110 of 6th Embodiment.

以下、実施形態のフィルタ装置、受信装置、送信装置、アンテナ装置、及び切替装置を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a filter device, a receiving device, a transmitting device, an antenna device, and a switching device according to embodiments will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の受信用フェーズドアレイアンテナ１の構成図である。フェーズドアレイアンテナ１は、複数のアンテナ素子１０−１〜１０−ｎと、複数のフィルタ装置１００−１〜１００−ｎと、複数のＬＮＡ（Low Nose Amplifier）２０−１〜２０−ｎと、複数の移相器３０−１〜３０−ｎと、合成器４０とを備える。 (First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a receiving phased array antenna 1 according to the first embodiment. The phased array antenna 1 includes a plurality of antenna elements 10-1 to 10-n, a plurality of filter devices 100-1 to 100-n, a plurality of LNAs (Low Nose Amplifiers) 20-1 to 20-n, and a plurality. Phase shifters 30-1 to 30-n and a synthesizer 40.

アンテナ素子１０−１〜１０−ｎは、信号を受信し、受信した信号を対応するフィルタ装置１００−１〜１００−ｎに出力する。フィルタ装置１００−１〜１００−ｎは、アンテナ素子１０−１〜１０−ｎから入力された信号から、特定の周波数範囲の信号を抽出し、ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎに出力する。ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎは、ノイズの発生が少ない増幅器である。ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎは、フィルタ装置１００−１〜１００−ｎから入力された信号を増幅し、移相器３０−１〜３０−ｎに出力する。移相器３０−１〜３０−ｎは、ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎから入力されたそれぞれの信号の位相を調整し、合成器４０に出力する。   The antenna elements 10-1 to 10-n receive signals and output the received signals to the corresponding filter devices 100-1 to 100-n. The filter devices 100-1 to 100-n extract signals in a specific frequency range from the signals input from the antenna elements 10-1 to 10-n, and output the signals to the LNAs 20-1 to 20-n. The LNAs 20-1 to 20-n are amplifiers that generate less noise. The LNAs 20-1 to 20-n amplify the signals input from the filter devices 100-1 to 100-n and output the amplified signals to the phase shifters 30-1 to 30-n. The phase shifters 30-1 to 30-n adjust the phases of the respective signals input from the LNAs 20-1 to 20-n and output them to the combiner 40.

合成器４０は、移相器３０−１〜３０−ｎから入力された信号を合成し、合成波を出力する。各移相器３０−１〜３０−ｎがそれぞれの信号の位相を調整し、合成器４０が位相を調整されたそれぞれの信号を合成することで特定方向からの信号を高感度に受信することができる。   The combiner 40 combines the signals input from the phase shifters 30-1 to 30-n and outputs a combined wave. Each phase shifter 30-1 to 30-n adjusts the phase of each signal, and the synthesizer 40 receives the signal from a specific direction with high sensitivity by synthesizing each phase-adjusted signal. Can do.

図２は、第１の実施形態のフィルタ装置１００の構成図である。以下、いずれの系列のアンテナ素子、フィルタ装置、ＬＮＡ、または移相器であるかを示す「−」以下の符号を省略して説明する。フィルタ装置１００は、アンテナ素子１０に接続され信号が入力される第１の端子１０１と、ＬＮＡ２０に接続され信号が出力される第２の端子１０４とを備える。また、フィルタ装置１００は、第１の端子１０１に接続された共振器１０２と、第２の端子１０４に接続された周波数可変共振器１０３と、第２の端子１０４に接続された超伝導共振器１０５とを備える。   FIG. 2 is a configuration diagram of the filter device 100 according to the first embodiment. Hereinafter, description will be made by omitting the symbols “−” indicating which series of antenna element, filter device, LNA, or phase shifter. The filter device 100 includes a first terminal 101 that is connected to the antenna element 10 and receives a signal, and a second terminal 104 that is connected to the LNA 20 and outputs a signal. Further, the filter device 100 includes a resonator 102 connected to the first terminal 101, a frequency variable resonator 103 connected to the second terminal 104, and a superconducting resonator connected to the second terminal 104. 105.

共振器１０２、周波数可変共振器１０３、及び超伝導共振器１０５は、例えば図３に示されるように、基板上に形成されたマイクロストリップラインのパターンを有する構造としてよい。ここで、２つの基板の間隔は、共振器１０２と超伝導共振器１０５の間で電磁界結合が成立する距離となるように設定されている。また、基板上における共振器１０２と周波数可変共振器１０３の距離も、電磁界結合が成立する距離となるように設定されている。なお、図３では、各共振器が１つのマイクロストリップパターンを有する一例を説明したが、各共振器は複数のマイクロストリップパターンを有してもよい。更に、各共振器間に結合を補助する線路などを配置しても良い。   The resonator 102, the variable frequency resonator 103, and the superconducting resonator 105 may have a structure having a microstrip line pattern formed on a substrate, for example, as shown in FIG. Here, the distance between the two substrates is set to be a distance at which electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the superconducting resonator 105. Further, the distance between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103 on the substrate is also set to be a distance at which electromagnetic coupling is established. Although FIG. 3 illustrates an example in which each resonator has one microstrip pattern, each resonator may have a plurality of microstrip patterns. Furthermore, a line for assisting coupling may be arranged between the resonators.

図２に示されるように、共振器１０２の共振周波数はｆ１である。共振器１０２は、第１の端子１０１から入力された信号から周波数ｆ１の信号を抽出し、抽出した信号を出力する。一方、超伝導共振器１０５の共振周波数もｆ１であるため、共振器１０２と超伝導共振器１０５との間に電磁界結合が成立する。ここで、電磁界結合とは、電磁波による無線結合を意味する。 As shown in FIG. 2, the resonant frequency of the resonator 102 is f 1. The resonator 102 extracts the signal having the frequency f 1 from the signal input from the first terminal 101 and outputs the extracted signal. On the other hand, since the resonance frequency of superconducting resonator 105 is also f 1 , electromagnetic field coupling is established between resonator 102 and superconducting resonator 105. Here, electromagnetic field coupling means wireless coupling by electromagnetic waves.

共振器１０２と超伝導共振器１０５との間に電磁界結合が成立すると、超伝導共振器１０５は、共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を第２の端子１０４へと出力することができる。 When the electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the superconducting resonator 105, the superconducting resonator 105 receives a signal of a frequency f 1 output from the resonator 102, the received signal of the second It can be output to the terminal 104.

超伝導共振器１０５は、冷却板１０６上に設けられている。冷却板１０６は、冷却部１０７によって冷却される。冷却板１０６には熱伝導率の高い材料を用いることが好ましく、例えば銅等の金属を用いるとよい。また、冷却制御部１０８は、冷却板１０６上の測定部としての温度計１０９によって検知された温度Ｔに基づき冷却部１０７を制御する。冷却制御部１０８は、超伝導共振器１０５が、超伝導状態となる臨界温度Ｔｃ以下となるまで冷却されるように、冷却部１０７を制御する。   Superconducting resonator 105 is provided on cooling plate 106. The cooling plate 106 is cooled by the cooling unit 107. A material having high thermal conductivity is preferably used for the cooling plate 106, and for example, a metal such as copper may be used. The cooling control unit 108 controls the cooling unit 107 based on a temperature T detected by a thermometer 109 as a measurement unit on the cooling plate 106. The cooling control unit 108 controls the cooling unit 107 so that the superconducting resonator 105 is cooled to a temperature equal to or lower than the critical temperature Tc at which the superconducting resonator 105 enters a superconducting state.

超伝導共振器１０５は、超伝導状態となる臨界温度Ｔｃ以下まで冷却されると、電気抵抗が大きく低下する。このため、臨界温度Ｔｃ以下まで十分冷却された超伝導共振器１０５をフィルタ装置１００に用いることで、信号の損失を低減することができる。一例として、超伝導共振器１０５は、酸化マグネシウム基板上にイットリウム系超伝導体のマイクロストリップラインを設けた構造とすればよい。また、超伝導材料には、ニオブまたはニオブすずといった超伝導体、およびＹ系銅酸化物高温超伝導を用いても良い。また、超伝導体と銅、金、銀といった金属が複合されても良い。基板は、酸化マグネシウム、サファイアまたはアルミン酸ランタンといった、多様の適した材料を用いても良い。   When the superconducting resonator 105 is cooled to a temperature equal to or lower than the critical temperature Tc at which the superconducting resonator is brought into a superconducting state, the electric resistance is greatly reduced. For this reason, signal loss can be reduced by using the superconducting resonator 105 sufficiently cooled to the critical temperature Tc or lower for the filter device 100. As an example, the superconducting resonator 105 may have a structure in which a microstrip line of an yttrium-based superconductor is provided on a magnesium oxide substrate. Further, as the superconductive material, a superconductor such as niobium or niobium tin, and a Y-based copper oxide high temperature superconductor may be used. Further, a superconductor and a metal such as copper, gold, or silver may be combined. The substrate may use a variety of suitable materials such as magnesium oxide, sapphire, or lanthanum aluminate.

図４は、超伝導共振器の温度変化に基づくフィルタ特性の変化の一例を示す図である。図４は、超伝導共振器がマイクロストリップパターンを１つ有する場合の変化の一例を示している。図４に示されるように、超伝導共振器の温度が８８Ｋのときには、超伝導共振器はフィルタとして機能しない。しかし、超伝導共振器が８６Ｋ、８０Ｋ、７０Ｋと冷却されるにつれて、急峻なフィルタ特性を示すようになる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a change in filter characteristics based on a change in temperature of the superconducting resonator. FIG. 4 shows an example of the change when the superconducting resonator has one microstrip pattern. As shown in FIG. 4, when the temperature of the superconducting resonator is 88K, the superconducting resonator does not function as a filter. However, as the superconducting resonator is cooled to 86K, 80K, and 70K, a steep filter characteristic is exhibited.

図５は、第１の実施形態における、臨界温度Ｔｃ以下まで十分冷却された超伝導共振器１０５のフィルタ特性と、常温で使用される共振器（常伝導共振器）のフィルタ特性の一例を示す図である。この図は、共振器が複数のマイクロストリップパターンを有する場合のフィルタ特性の一例を示している。共振器に複数のマイクロストリップパターンを設けることによって、フィルタのカットオフ特性を急峻にすることができる。また、共振器のフィルタ特性のピークをフラットにし、抽出する信号の周波数範囲を広げることができる。   FIG. 5 shows an example of the filter characteristics of the superconducting resonator 105 sufficiently cooled to the critical temperature Tc or lower and the filter characteristics of the resonator used at room temperature (normal conducting resonator) in the first embodiment. FIG. This figure shows an example of filter characteristics when the resonator has a plurality of microstrip patterns. By providing a plurality of microstrip patterns in the resonator, the cutoff characteristic of the filter can be made steep. Further, the peak of the filter characteristic of the resonator can be flattened, and the frequency range of the signal to be extracted can be expanded.

また、図５に示される通り、超伝導共振器１０５は常伝導共振器に比べて高いＱ値を実現できるため急峻なカットオフ特性を有する。従って、フィルタ装置１００に超伝導共振器１０５を用いることで、目的の周波数範囲の信号を効率よく抽出することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the superconducting resonator 105 has a steep cut-off characteristic because it can realize a higher Q value than the normal conducting resonator. Therefore, by using the superconducting resonator 105 in the filter device 100, a signal in the target frequency range can be extracted efficiently.

また、超伝導共振器１０５、冷却板１０６、冷却部１０７、及び温度計１０９は、チャンバー１１１の内部に収容されている。真空ポンプ１１２は、チャンバー１１１の内部の空気を吸い出すことで、チャンバー１１１の内部を真空に近い状態にする。これによって、高い断熱効果が得られ、冷却部１０７の冷却効率を高めることができる。   Further, the superconducting resonator 105, the cooling plate 106, the cooling unit 107, and the thermometer 109 are accommodated in the chamber 111. The vacuum pump 112 sucks out the air inside the chamber 111 to make the inside of the chamber 111 close to a vacuum. Thereby, a high heat insulation effect is obtained, and the cooling efficiency of the cooling unit 107 can be increased.

周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１とｆ２のいずれかに設定する。周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ１に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ１）とは等しくなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立する。ここで、結合の例として共振器１０２と共振器１０３が同じ共振周波数ｆ１となる場合を扱っているが、若干共振周波数がずれた場合も結合するため、多少の共振周波数のずれは許容できる。 The frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 to either f 1 or f 2 . If the frequency setting unit 110 is the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 1, is equal to the resonance frequency of the resonance frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 1). For this reason, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103. Here, as an example of coupling, the case where the resonator 102 and the resonator 103 have the same resonance frequency f 1 is handled. However, since the coupling is performed even when the resonance frequency is slightly shifted, a slight shift in the resonance frequency is allowable. .

共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立すると、周波数可変共振器１０３は、共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を第２の端子１０４へと出力することができる。 When the electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103, the frequency variable resonator 103 receives a signal of a frequency f 1 output from the resonator 102, the received signal of the second It can be output to the terminal 104.

一方、周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ２に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ２）とは異なるものとなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立しない。従って、周波数可変共振器１０３は共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信しなくなる。 On the other hand, when the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 2 by the frequency setting unit 110, differs from the resonant frequency of the resonant frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 2) It will be a thing. For this reason, electromagnetic coupling is not established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103. Therefore, the frequency variable resonator 103 does not receive the signal of the frequency f 1 output from the resonator 102.

このように、周波数設定部１１０が周波数可変共振器１０３の共振周波数の設定を切り替えることで、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間で電磁界結合を成立させるかどうかを切り替えることができる。なお、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間の電磁界結合を確実に切断するために、周波数ｆ２は周波数ｆ１からできるだけ離れた値に設定することが好ましい。 In this way, the frequency setting unit 110 can switch whether to establish electromagnetic coupling between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103 by switching the setting of the resonance frequency of the frequency variable resonator 103. . In order to reliably cut the electromagnetic coupling between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103, the frequency f 2 is preferably set as far as possible the value of the frequency f 1.

図６は、周波数可変共振器１０３が共振周波数を変更する仕組みを説明するための図である。周波数可変共振器１０３の両端部には、可変コンデンサ１５０、１５１がそれぞれ設けられている。周波数設定部１１０は、可変コンデンサ１５０及び１５１の静電容量を変更することにより、周波数可変共振器１０３の共振周波数を切り替えることができる。   FIG. 6 is a diagram for explaining a mechanism in which the variable frequency resonator 103 changes the resonance frequency. Variable capacitors 150 and 151 are provided at both ends of the variable frequency resonator 103, respectively. The frequency setting unit 110 can switch the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 by changing the capacitances of the variable capacitors 150 and 151.

なお、周波数可変共振器１０３の構成は、図６に示すものに限られない。例えば、可変コンデンサに代えて可変コイルを設け、周波数設定部１１０が可変コイルのインダクタンスを変更するようにしてもよい。また、周波数設定部１１０が周波数可変共振器１０３に誘電体を近づけたり遠ざけたりすることで、周波数可変共振器１０３の共振周波数を変更してもよい。また、スイッチ等により物理的な電気長を可変しても良い。   The configuration of the variable frequency resonator 103 is not limited to that shown in FIG. For example, a variable coil may be provided instead of the variable capacitor, and the frequency setting unit 110 may change the inductance of the variable coil. Further, the frequency setting unit 110 may change the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 by moving the dielectric closer to or away from the frequency variable resonator 103. Further, the physical electrical length may be varied by a switch or the like.

冷却部１０７による冷却が不十分な場合や冷却部１０７が故障した場合には、超伝導共振器１０５が抵抗体となり、共振器として十分機能しなくなる可能性がある。このため、本実施形態では、超伝導共振器１０５が基準温度Ｔａ以下まで冷却されている場合は、共振器１０２から超伝導共振器１０５への信号伝達ルートが選択され、超伝導共振器１０５が基準温度Ｔａ以下まで冷却されていない場合は、共振器１０２から周波数可変共振器１０３への信号伝達ルートが選択される。   When cooling by the cooling unit 107 is insufficient or when the cooling unit 107 fails, the superconducting resonator 105 may become a resistor and may not function sufficiently as a resonator. Therefore, in the present embodiment, when the superconducting resonator 105 is cooled to the reference temperature Ta or lower, a signal transmission route from the resonator 102 to the superconducting resonator 105 is selected, and the superconducting resonator 105 is When not cooled to the reference temperature Ta or lower, a signal transmission route from the resonator 102 to the frequency variable resonator 103 is selected.

基準温度Ｔａは、例えば、臨界温度Ｔｃと同じ温度、あるいは臨界温度Ｔｃよりも低い温度に予め設定されている。超伝導共振器１０５の温度は、温度計１０９によって検知される。温度計１０９によって検知された温度Ｔは、冷却制御部１０８から周波数設定部１１０に定期的に送信される。   The reference temperature Ta is set in advance to the same temperature as the critical temperature Tc or a temperature lower than the critical temperature Tc, for example. The temperature of the superconducting resonator 105 is detected by a thermometer 109. The temperature T detected by the thermometer 109 is periodically transmitted from the cooling control unit 108 to the frequency setting unit 110.

周波数設定部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やプログラムメモリ、各種インターフェース等を有するマイクロコンピュータである。また、周波数設定部１１０は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって実現されてもよい。周波数設定部１１０は、以下に説明するように、温度計１０９によって検知された温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合には周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定し、温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合には周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定する。 The frequency setting unit 110 is, for example, a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a program memory, various interfaces, and the like. Further, the frequency setting unit 110 may be realized by an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like. Frequency setting unit 110, as described below, when the temperature T detected by the thermometer 109 is below the reference temperature Ta is set to the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 2, the temperature T is when it exceeds the reference temperature Ta is set to the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 1.

図７は、第１の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、周波数設定部１１０は、温度計１０９によって検知された温度Ｔを、冷却制御部１０８を介して受信するまで待機する（ステップＳ１００）。周波数設定部１１０が温度Ｔを受信すると（ステップＳ１００のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、温度Ｔが基準温度Ｔａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing performed by the frequency setting unit 110 according to the first embodiment. First, the frequency setting unit 110 waits until the temperature T detected by the thermometer 109 is received via the cooling control unit 108 (step S100). When the frequency setting unit 110 receives the temperature T (YES in step S100), the frequency setting unit 110 determines whether or not the temperature T is equal to or lower than the reference temperature Ta (step S101).

温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定する（ステップＳ１０２）。この結果、共振器１０２と超伝導共振器１０５との間に電磁界結合が成立するが、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合は成立しなくなる。このため、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、共振器１０２及び超伝導共振器１０５を介して第２の端子１０４に出力される。 If the temperature T is inputted from the temperature gauge 109 is equal to or less than the reference temperature Ta (YES in step S101), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 2 (step S102). As a result, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the superconducting resonator 105, but electromagnetic coupling is not established between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103. For this reason, the component of the frequency f 1 in the signal input to the first terminal 101 is output to the second terminal 104 via the resonator 102 and the superconducting resonator 105.

一方、温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合（ステップＳ１０１のＮＯ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定する（ステップＳ１０３）。この結果、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立し得る上に、共振器１０２と超伝導共振器１０５の間にも電磁界結合が成立し得ることになる。しかし、十分に冷却されていない超伝導共振器１０５は抵抗が大きく、かつ図４に示すように低域側の周波数へ周波数シフトするため結合せず、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、主に共振器１０２及び周波数可変共振器１０３を介して第２の端子１０４に出力される。 On the other hand, if the temperature T which is input from the thermometer 109 exceeds the reference temperature Ta (NO in step S101), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 1 (step S103). As a result, electromagnetic coupling can be established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103, and electromagnetic coupling can also be established between the resonator 102 and the superconducting resonator 105. However, the superconducting resonator 105 that is not sufficiently cooled has a large resistance and does not couple because the frequency shifts to a lower frequency as shown in FIG. Among them, the component of the frequency f 1 is output to the second terminal 104 mainly via the resonator 102 and the variable frequency resonator 103.

ステップＳ１０２の処理またはステップＳ１０３の処理が完了すると、周波数設定部１１０はステップＳ１００に戻り、再び温度Ｔを受信するまで待機する。このように、周波数設定部１１０が温度Ｔを受信する度にステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理が繰り返し実行される。   When the process of step S102 or the process of step S103 is completed, the frequency setting unit 110 returns to step S100 and waits until the temperature T is received again. As described above, every time the frequency setting unit 110 receives the temperature T, the processes of steps S101 to S103 are repeatedly executed.

なお、上記フローチャートでは、温度Ｔに対して一つの閾値（基準温度Ｔａ）を用いて制御を行っている。しかし、ハンチングを防止するために、例えば、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１からｆ２に変更する際の閾値を、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２からｆ１に変更する際の閾値よりも低く設定してもよい。 In the flowchart, the temperature T is controlled using one threshold value (reference temperature Ta). However, in order to prevent hunting, for example, the threshold when changing the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 from f 1 to f 2 is changed, and the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 is changed from f 2 to f 1 . You may set lower than the threshold value at the time.

このような制御によって、超伝導共振器１０５の温度に拘わらず、第１の端子１０１に入力された信号における所望の周波数成分を、第２の端子１０４に出力することができる。また、超伝導共振器１０５が十分に冷却されている場合には、超伝導共振器１０５を介して信号を伝達するようにすることで、目的の周波数範囲の信号を効率よく伝達することができる。   By such control, a desired frequency component in the signal input to the first terminal 101 can be output to the second terminal 104 regardless of the temperature of the superconducting resonator 105. In addition, when the superconducting resonator 105 is sufficiently cooled, a signal in the target frequency range can be efficiently transmitted by transmitting the signal via the superconducting resonator 105. .

ここで、超伝導フィルタと誘電体フィルタとをスイッチで切り替えることによっても、上記と同様の制御を行うことは可能である。しかしながら、この場合、入力される信号は常にスイッチを通過するため、スイッチで損失（信号強度の減衰）が発生することにより雑音指数であるＮＦ（Noise Figure）が悪化する場合がある。これに対し、本実施形態の構成によれば、信号伝達ルートを超伝導伝達部と常伝導伝達部とで切り替えるためのスイッチを備えていないため、損失や雑音指数が悪化するのを抑制することができる。従って、損失や雑音指数を改善することができる。   Here, the same control as described above can be performed by switching the superconducting filter and the dielectric filter with a switch. However, in this case, since the input signal always passes through the switch, a loss (attenuation of signal strength) is generated in the switch, and the noise figure (NF) (Noise Figure) may deteriorate. On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, since the switch for switching the signal transmission route between the superconducting transmission unit and the normal conduction transmission unit is not provided, it is possible to suppress the loss and the noise figure from deteriorating. Can do. Therefore, loss and noise figure can be improved.

以上説明した本実施形態によれば、共振周波数が第１の周波数（ｆ１）である共振器１０２と、共振器１０２と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）で共振可能な周波数可変共振器１０３と、共振器１０２と電磁界結合可能な超伝導共振器１０５と、温度計１０９により計測された温度Ｔに基づいて、周波数可変共振器１０３の共振周波数を、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）に設定する周波数設定部１１０とを備えることにより、損失や雑音指数を改善することができる。 According to the present embodiment described above, the resonance frequency is the first frequency (f 1 ), and the resonator 102 can be electromagnetically coupled to the first frequency (f 1 ) or the second frequency. The frequency variable resonator 103 that can resonate at a frequency (f 2 ), the superconducting resonator 105 that can be electromagnetically coupled to the resonator 102, and the temperature T measured by the thermometer 109, the frequency variable resonator By including the frequency setting unit 110 that sets the resonance frequency 103 to the first frequency (f 1 ) or the second frequency (f 2 ), loss and noise figure can be improved.

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態のフィルタ装置１００の構成図である。第２の実施形態は、共振器１１３と、超伝導共振器１１４と、ＬＮＡ１１５とを備える点で第１の実施形態と異なる。以下、係る相違点を中心に説明する。 (Second Embodiment)
FIG. 8 is a configuration diagram of the filter device 100 according to the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in that a resonator 113, a superconducting resonator 114, and an LNA 115 are provided. Hereinafter, the difference will be mainly described.

ＬＮＡ１１５は、超伝導共振器１０５と超伝導共振器１１４に接続され、超伝導共振器１０５の出力を増幅して超伝導共振器１１４に出力する。超伝導共振器１１４の共振周波数はｆ１である。ＬＮＡ１１５を備える構成は、受信信号が微弱で受信感度に高感度が求められる場合に有効である。 The LNA 115 is connected to the superconducting resonator 105 and the superconducting resonator 114, amplifies the output of the superconducting resonator 105, and outputs the amplified output to the superconducting resonator 114. Resonant frequency of the superconducting resonator 114 is f 1. The configuration including the LNA 115 is effective when the received signal is weak and high sensitivity is required for the reception sensitivity.

共振器１１３は、周波数可変共振器１０３、及び超伝導共振器１１４のそれぞれに対して電磁界結合可能な位置に取り付けられる。共振器１１３の共振周波数はｆ１である。共振器１１３は、第２の端子１０４に接続されている。 The resonator 113 is attached at a position where it can be electromagnetically coupled to each of the variable frequency resonator 103 and the superconducting resonator 114. Resonant frequency of the resonator 113 is f 1. The resonator 113 is connected to the second terminal 104.

超伝導共振器１０５、ＬＮＡ１１５、及び超伝導共振器１１４は、冷却板１０６上に設けられている。冷却板１０６は、冷却部１０７によって冷却される。また、冷却制御部１０８は、冷却板１０６上の温度計１０９によって検知された温度Ｔに基づき冷却部１０７を制御する。超伝導共振器１０５及び１１４は、冷却部１０７により超伝導共振器１０５及び１１４が超伝導状態となる臨界温度Ｔｃ以下まで冷却される。   Superconducting resonator 105, LNA 115, and superconducting resonator 114 are provided on cooling plate 106. The cooling plate 106 is cooled by the cooling unit 107. In addition, the cooling control unit 108 controls the cooling unit 107 based on the temperature T detected by the thermometer 109 on the cooling plate 106. Superconducting resonators 105 and 114 are cooled by cooling unit 107 to a temperature equal to or lower than critical temperature Tc at which superconducting resonators 105 and 114 are in a superconducting state.

フィルタ装置１００に超伝導共振器１０５及び１１４を用いることで、目的の周波数範囲の信号を効率よく抽出することができる。また、ＬＮＡ１１５を冷却し、ＬＮＡ１１５の電気抵抗を小さくすることで、ＬＮＡ１１５で発生する熱雑音を低減することができる。   By using the superconducting resonators 105 and 114 in the filter device 100, a signal in a target frequency range can be extracted efficiently. Further, by cooling the LNA 115 and reducing the electrical resistance of the LNA 115, thermal noise generated in the LNA 115 can be reduced.

また、超伝導共振器１０５、冷却板１０６、冷却部１０７、温度計１０９、超伝導共振器１１４、及びＬＮＡ１１５は、チャンバー１１１の内部に収容されている。真空ポンプ１１２は、チャンバー１１１の内部の空気を吸い出すことで、チャンバー１１１の内部を真空に近い状態にする。これによって、高い断熱効果が得られ、冷却部１０７の冷却効率を高めることができる。   Superconducting resonator 105, cooling plate 106, cooling unit 107, thermometer 109, superconducting resonator 114, and LNA 115 are housed inside chamber 111. The vacuum pump 112 sucks out the air inside the chamber 111 to make the inside of the chamber 111 close to a vacuum. Thereby, a high heat insulation effect is obtained, and the cooling efficiency of the cooling unit 107 can be increased.

図９は、第２の実施形態における、臨界温度Ｔｃ以下まで十分冷却された超伝導共振器のフィルタ特性と、常温で使用される常伝導共振器のフィルタ特性の一例を示す図である。図９に示されるように、第２の実施形態によれば、超伝導共振器のカットオフ特性を第１の実施形態よりも急峻にすることができるため、目的の周波数範囲の信号をより効率よく抽出することができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of filter characteristics of a superconducting resonator sufficiently cooled to a critical temperature Tc or lower and filter characteristics of a normal conducting resonator used at room temperature in the second embodiment. As shown in FIG. 9, according to the second embodiment, the cut-off characteristic of the superconducting resonator can be made steeper than that of the first embodiment, so that the signal in the target frequency range is more efficient. Can be extracted well.

周波数設定部１１０は、第１の実施形態と同様、温度計１０９によって検知された温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合には周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定し、温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合には周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定する。 Similarly to the first embodiment, the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 to f 2 when the temperature T detected by the thermometer 109 is equal to or lower than the reference temperature Ta, and the temperature T There when it exceeds the reference temperature Ta is set to the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 1.

周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ１に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ１）と共振器１１３の共振周波数（ｆ１）とは等しくなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立するとともに、周波数可変共振器１０３と共振器１１３との間にも電磁界結合が成立する。 If the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 1 by the frequency setting unit 110, the resonator 102 resonance frequency (f 1) and the resonance frequency (f 1) of the variable frequency resonator 103 and the resonator 113 The resonance frequency (f 1 ) is equal. For this reason, electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103, and electromagnetic field coupling is also established between the frequency variable resonator 103 and the resonator 113.

共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立すると、周波数可変共振器１０３は、共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を出力することができる。また、周波数可変共振器１０３と共振器１１３との間の電磁界結合が成立すると、共振器１１３は、周波数可変共振器１０３から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を第２の端子１０４へと出力することができる。ここで、共振器１０２から超伝導共振器１０５、ＬＮＡ１１５、超伝導共振器１１４に至る信号伝達ルートも周波数ｆ１で信号を伝達可能であるが、十分に冷却されていない超伝導共振器１０５、及び超伝導共振器１１４は抵抗が大きく、かつ低域側の周波数へ周波数シフトするため結合せず、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、主に共振器１０２、周波数可変共振器１０３、及び共振器１１３を介して第２の端子１０４に出力される。 When the electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103, the frequency variable resonator 103 receives a signal of a frequency f 1 output from the resonator 102, to output the received signal Can do. When electromagnetic coupling between the variable frequency resonator 103 and the resonator 113 is established, the resonator 113 receives the signal of the frequency f 1 output from the variable frequency resonator 103, and the received signal is 2 terminal 104 can be output. Here, the resonator 102 from the superconducting resonator 105, LNA 115, the signal transduction route leading to the superconducting resonator 114 is also capable of transmitting signals at a frequency f 1, it is not sufficiently cooled superconducting resonator 105, The superconducting resonator 114 is not coupled because the resistance is large and the frequency shifts to a lower frequency, and the component of the frequency f 1 in the signal input to the first terminal 101 is mainly the resonator 102. , And output to the second terminal 104 via the variable frequency resonator 103 and the resonator 113.

一方、周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ２に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ２）とは異なるものとなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間の電磁界結合は成立せず、周波数可変共振器１０３は信号を共振器１１３に伝達しない。この結果、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、共振器１０２、超伝導共振器１０５、ＬＮＡ１１５、超伝導共振器１１４、及び共振器１１３を介して第２の端子１０４に出力される。 On the other hand, when the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 2 by the frequency setting unit 110, differs from the resonant frequency of the resonant frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 2) It will be a thing. For this reason, electromagnetic coupling between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103 is not established, and the frequency variable resonator 103 does not transmit a signal to the resonator 113. As a result, the component of the frequency f 1 in the signal input to the first terminal 101 is transmitted through the resonator 102, the superconducting resonator 105, the LNA 115, the superconducting resonator 114, and the resonator 113. It is output to the terminal 104.

このように、本実施形態では、超伝導共振器１０５及び１１４が基準温度Ｔａ以下まで冷却されている場合は、共振器１０２から超伝導共振器１０５、ＬＮＡ１１５、超伝導共振器１１４、及び共振器１１３への信号伝達ルートが選択され、超伝導共振器１０５及び１１４が基準温度Ｔａ以下まで冷却されていない場合は、共振器１０２から周波数可変共振器１０３及び共振器１１３への信号伝達ルートが選択される。これによって、温度に応じた好適な信号伝達ルートが選択され、超伝導共振器と低温ＬＮＡのルートを通る信号は、損失や雑音指数が改善され高感度な受信機を構成することができる。   As described above, in this embodiment, when the superconducting resonators 105 and 114 are cooled to the reference temperature Ta or lower, the superconducting resonator 105, the LNA 115, the superconducting resonator 114, and the resonator from the resonator 102. When the signal transmission route to 113 is selected and the superconducting resonators 105 and 114 are not cooled to the reference temperature Ta or lower, the signal transmission route from the resonator 102 to the frequency variable resonator 103 and the resonator 113 is selected. Is done. As a result, a suitable signal transmission route according to the temperature is selected, and a signal passing through the route of the superconducting resonator and the low temperature LNA is improved in loss and noise figure, and a highly sensitive receiver can be configured.

以上説明した本実施形態によれば、共振周波数が第１の周波数（ｆ１）である共振器１０２と、共振器１０２と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）で共振可能な周波数可変共振器１０３と、周波数可変共振器１０３と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）で共振可能な共振器１１３と、共振器１０２と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）で共振可能な超伝導共振器１０５と、超伝導共振器１０５と接続されたＬＮＡ１１５と、ＬＮＡ１１５に接続され、共振器１１３と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）で共振可能な超伝導共振器１１４と、温度計１０９により計測された温度Ｔに基づいて、周波数可変共振器１０３の共振周波数を、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）に設定する周波数設定部１１０とを備えることにより、第１の実施形態と同様に、損失や雑音指数を改善することができる。 According to the present embodiment described above, the resonance frequency is the first frequency (f 1 ), and the resonator 102 can be electromagnetically coupled to the first frequency (f 1 ) or the second frequency. The variable frequency resonator 103 that can resonate at a frequency (f 2 ), the resonator 113 that can be electromagnetically coupled to the variable frequency resonator 103, and can resonate at the first frequency (f 1 ), and the resonator 102 And the superconducting resonator 105 that can resonate at the first frequency (f 1 ), the LNA 115 connected to the superconducting resonator 105, the LNA 115, and the electromagnetic field between the resonator 113 and the electromagnetic field. Based on the temperature T measured by the thermometer 109 and the superconducting resonator 114 that can be coupled and can resonate at the first frequency (f 1 ), the resonant frequency of the frequency variable resonator 103 is frequency (f 1) or , Equipped with a frequency setting unit 110 for setting the second frequency (f 2), as in the first embodiment can improve the loss and noise figure.

また、第１の実施形態と比較すると、超伝導共振器１０５と超伝導共振器１１４の間にＬＮＡ１１５を設けているため、超伝導共振器を介した信号伝達において微弱な信号を低雑音で増幅して出力することができる。   Compared with the first embodiment, since the LNA 115 is provided between the superconducting resonator 105 and the superconducting resonator 114, a weak signal is amplified with low noise in signal transmission via the superconducting resonator. Can be output.

（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態のフィルタ装置１００の構成図である。第３の実施形態は、周波数可変共振器１０３と共振器１１３との間に、常温のＬＮＡ１１８と周波数可変共振器１１９とを設けた点で、第２の実施形態と異なる。以下、係る相違点を中心に説明する。 (Third embodiment)
FIG. 10 is a configuration diagram of the filter device 100 according to the third embodiment. The third embodiment is different from the second embodiment in that a room temperature LNA 118 and a frequency variable resonator 119 are provided between the frequency variable resonator 103 and the resonator 113. Hereinafter, the difference will be mainly described.

ＬＮＡ１１８は、周波数可変共振器１０３と周波数可変共振器１１９に接続され、周波数可変共振器１０３の出力を増幅して周波数可変共振器１１９に出力する。ＬＮＡ１１８を備える構成は、共振器１０２の出力が微弱である場合に有効である。また、周波数可変共振器１１９は、共振周波数を変更可能であり、共振周波数ｆ１で共振器１１３と電磁界結合可能である。周波数可変共振器１１９は、共振器１１３に対して電磁界結合可能な位置に取り付けられる。 The LNA 118 is connected to the frequency variable resonator 103 and the frequency variable resonator 119, amplifies the output of the frequency variable resonator 103, and outputs the amplified output to the frequency variable resonator 119. The configuration including the LNA 118 is effective when the output of the resonator 102 is weak. The variable frequency resonator 119 can change the resonance frequency and can be electromagnetically coupled to the resonator 113 at the resonance frequency f 1 . The frequency variable resonator 119 is attached to a position where electromagnetic coupling can be performed with respect to the resonator 113.

周波数設定部１１０は、温度計１０９によって検知された温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合には周波数可変共振器１０３及び１１９の共振周波数をｆ２に設定し、温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合には周波数可変共振器１０３及び１１９の共振周波数をｆ１に設定する。 Frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 and 119 to f 2 when the temperature T detected by the thermometer 109 is below the reference temperature Ta, the temperature T exceeds the reference temperature Ta to set the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 and 119 in f 1 in the case.

周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ１に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ１）とは等しくなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立する。 If the frequency setting unit 110 is the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 1, is equal to the resonance frequency of the resonance frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 1). For this reason, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103.

また、周波数設定部１１０により周波数可変共振器１１９の共振周波数がｆ１に設定された場合、周波数可変共振器１１９の共振周波数（ｆ１）と共振器１１３の共振周波数（ｆ１）とは等しくなる。このため、周波数可変共振器１１９と共振器１１３との間に電磁界結合が成立する。 Further, when the resonance frequency of the variable frequency resonator 119 is set to f 1 by the frequency setting unit 110, equal the resonant frequency of the variable frequency resonator 119 and (f 1) and the resonance frequency of the resonator 113 (f 1) Become. For this reason, electromagnetic coupling is established between the variable frequency resonator 119 and the resonator 113.

共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立すると、周波数可変共振器１０３は、共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を出力することができる。周波数可変共振器１０３には、周波数可変共振器１０３の出力を増幅するＬＮＡ１１８が接続されている。また、周波数可変共振器１１９は、ＬＮＡ１１８に接続されている。なお、本実施形態のように超伝導側にも常伝導側にもＬＮＡを設ける場合には、フィルタ装置１００に接続されるＬＮＡ２０（図１）を省略しても構わない。 When the electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103, the frequency variable resonator 103 receives a signal of a frequency f 1 output from the resonator 102, to output the received signal Can do. An LNA 118 that amplifies the output of the frequency variable resonator 103 is connected to the frequency variable resonator 103. The frequency variable resonator 119 is connected to the LNA 118. Note that when the LNA is provided on both the superconducting side and the normal conducting side as in the present embodiment, the LNA 20 (FIG. 1) connected to the filter device 100 may be omitted.

周波数可変共振器１１９と共振器１１３との間に電磁界結合が成立すると、共振器１１３は、周波数可変共振器１１９から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を第２の端子１０４へと出力することができる。 When the electromagnetic field coupling between the variable frequency resonator 119 and the resonator 113 is satisfied, the resonator 113 receives a signal of a frequency f 1 output from the frequency variable resonator 119, the received signal of the second It can be output to the terminal 104.

一方、周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ２に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ２）とは異なるものとなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間の電磁界結合は成立しない。また、周波数設定部１１０により周波数可変共振器１１９の共振周波数がｆ２に設定された場合、周波数可変共振器１１９の共振周波数（ｆ２）と共振器１１３の共振周波数（ｆ１）とは異なるものとなる。このため、周波数可変共振器１１９と共振器１１３との間の電磁界結合は成立しない。従って、共振器１１３は共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を、周波数可変共振器１０３及び１１９を介して受信できなくなる。 On the other hand, when the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 2 by the frequency setting unit 110, differs from the resonant frequency of the resonant frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 2) It will be a thing. For this reason, the electromagnetic coupling between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103 is not established. Further, when the resonance frequency of the frequency variable resonator 119 is set to f 2 by the frequency setting unit 110, the resonance frequency (f 2 ) of the frequency variable resonator 119 and the resonance frequency (f 1 ) of the resonator 113 are different. It will be a thing. For this reason, the electromagnetic coupling between the variable frequency resonator 119 and the resonator 113 is not established. Therefore, the resonator 113 cannot receive the signal of the frequency f 1 output from the resonator 102 via the frequency variable resonators 103 and 119.

このように、本実施形態では、超伝導共振器１０５及び１１４が基準温度Ｔａ以下まで冷却されている場合は、共振器１０２から超伝導共振器１０５、ＬＮＡ１１５、超伝導共振器１１４、及び共振器１１３への信号伝達ルートが選択され、超伝導共振器１０５及び１１４が基準温度Ｔａ以下まで冷却されていない場合は、共振器１０２から周波数可変共振器１０３、ＬＮＡ１１８、周波数可変共振器１１９、及び共振器１１３への信号伝達ルートが選択される。これによって、温度に応じた好適な信号伝達ルートが選択され、損失や雑音指数を改善することができる。   As described above, in this embodiment, when the superconducting resonators 105 and 114 are cooled to the reference temperature Ta or lower, the superconducting resonator 105, the LNA 115, the superconducting resonator 114, and the resonator from the resonator 102. When the signal transmission route to 113 is selected and the superconducting resonators 105 and 114 are not cooled to the reference temperature Ta or lower, the resonator 102 to the frequency variable resonator 103, the LNA 118, the frequency variable resonator 119, and the resonance The signal transmission route to the device 113 is selected. Thereby, a suitable signal transmission route according to the temperature is selected, and the loss and noise figure can be improved.

図１１は、第３の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、周波数設定部１１０は、温度計１０９によって検知された温度Ｔを、冷却制御部１０８を介して受信するまで待機する（ステップＳ３００）。周波数設定部１１０が温度Ｔを受信すると（ステップＳ３００のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、温度Ｔが基準温度Ｔａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。   FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing performed by the frequency setting unit 110 according to the third embodiment. First, the frequency setting unit 110 stands by until the temperature T detected by the thermometer 109 is received via the cooling control unit 108 (step S300). When the frequency setting unit 110 receives the temperature T (YES in step S300), the frequency setting unit 110 determines whether or not the temperature T is equal to or lower than the reference temperature Ta (step S301).

温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定する（ステップＳ３０２）。また、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１１９の共振周波数をｆ２に設定する（ステップＳ３０３）。この結果、共振器１０２と超伝導共振器１０５との間に電磁界結合が成立するが、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合は成立しなくなるとともに、周波数可変共振器１１９と共振器１１３との間についても電磁界結合は成立しなくなる。このため、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、共振器１０２、超伝導共振器１０５、ＬＮＡ１１５、超伝導共振器１１４、及び共振器１１３を介して第２の端子１０４に出力される。 If the temperature T is inputted from the temperature gauge 109 is equal to or less than the reference temperature Ta (YES in step S301), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 2 (step S302). Further, the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the frequency variable resonator 119 to f 2 (step S303). As a result, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the superconducting resonator 105, but electromagnetic coupling is not established between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103, and the frequency variable resonator Electromagnetic coupling is not established between 119 and the resonator 113. For this reason, the component of the frequency f 1 in the signal input to the first terminal 101 is the second through the resonator 102, the superconducting resonator 105, the LNA 115, the superconducting resonator 114, and the resonator 113. It is output to the terminal 104.

一方、温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合（ステップＳ３０１のＮＯ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定する（ステップＳ３０４）。また、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１１９の共振周波数をｆ１に設定する（ステップＳ３０５）。この結果、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間及び周波数可変共振器１１９と共振器１１３との間に電磁界結合が成立し得る上に、共振器１０２と超伝導共振器１０５の間にも電磁界結合が成立し得ることになる。 On the other hand, if the temperature T which is input from the thermometer 109 exceeds the reference temperature Ta (NO in step S301), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 1 (step S304). Further, the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the frequency variable resonator 119 to f 1 (step S305). As a result, electromagnetic coupling can be established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103 and between the variable frequency resonator 119 and the resonator 113, and between the resonator 102 and the superconducting resonator 105. In addition, electromagnetic field coupling can be established.

しかし、十分に冷却されていない超伝導共振器１０５及び１１４は抵抗が大きく、かつ低域側の周波数へ周波数シフトするため結合せず、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、主に、共振器１０２、周波数可変共振器１０３、ＬＮＡ１１８、周波数可変共振器１１９、及び共振器１１３を介して第２の端子１０４に出力される。 However, the superconducting resonators 105 and 114 that are not sufficiently cooled have a large resistance and do not couple because the frequency shifts to a lower frequency, and the frequency f 1 of the signals input to the first terminal 101 is not coupled. Is mainly output to the second terminal 104 via the resonator 102, the variable frequency resonator 103, the LNA 118, the variable frequency resonator 119, and the resonator 113.

ステップＳ３０３の処理またはステップＳ３０５の処理が完了すると、周波数設定部１１０はステップＳ３００に戻り、再び温度Ｔを受信するまで待機する。このように、周波数設定部１１０が温度Ｔを受信する度にステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理が繰り返し実行される。   When the process of step S303 or the process of step S305 is completed, the frequency setting unit 110 returns to step S300 and waits until the temperature T is received again. As described above, every time the frequency setting unit 110 receives the temperature T, the processes in steps S301 to S305 are repeatedly executed.

以上説明した本実施形態によれば、共振周波数が第１の周波数（ｆ１）である共振器１０２と、共振器１０２と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）で共振可能な周波数可変共振器１０３と、周波数可変共振器１０３に接続されたＬＮＡ１１８と、ＬＮＡ１１８に接続され、共振周波数を第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）に変更可能な周波数可変共振器１１９と、周波数可変共振器１１９と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）で共振可能な共振器１１３と、共振器１０２と電磁界結合可能な超伝導共振器１０５と、超伝導共振器１０５と接続されたＬＮＡ１１５と、ＬＮＡ１１５に接続され、共振器１１３と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）で共振可能な超伝導共振器１１４と、温度計１０９により計測された温度Ｔに基づいて、周波数可変共振器１０３及び１１９の共振周波数を、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）に設定する周波数設定部１１０とを備えることにより、第１及び第２の実施形態と同様に、雑音指数を改善することができる。 According to the present embodiment described above, the resonance frequency is the first frequency (f 1 ), and the resonator 102 can be electromagnetically coupled to the first frequency (f 1 ) or the second frequency. The frequency variable resonator 103 that can resonate at the frequency (f 2 ), the LNA 118 that is connected to the frequency variable resonator 103, and the LNA 118, and the resonance frequency is the first frequency (f 1 ) or the second frequency. The frequency variable resonator 119 that can be changed to (f 2 ), the resonator 113 that can be electromagnetically coupled to the frequency variable resonator 119, and can resonate at the first frequency (f 1 ), the resonator 102, and the electromagnetic wave a field bondable superconducting resonator 105, a LNA 115 which is connected to the superconducting resonator 105 is connected to the LNA 115, the resonator 113 and an electromagnetic field can be coupled, resonant-friendly at a first frequency (f 1) A superconducting resonator 114, based on the temperature T measured by the thermometer 109, the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 and 119, a first frequency (f 1) or a second frequency (f 2) By providing the frequency setting unit 110 that is set to, the noise figure can be improved as in the first and second embodiments.

（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態のフィルタ装置１００の構成図である。第４の実施形態は、超伝導共振器１０５に代えて周波数可変超伝導共振器１２０を備える点で、第１の実施形態と異なる。以下、係る相違点を中心に説明する。 (Fourth embodiment)
FIG. 12 is a configuration diagram of the filter device 100 according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a variable frequency superconducting resonator 120 is provided instead of the superconducting resonator 105. Hereinafter, the difference will be mainly described.

周波数可変超伝導共振器１２０は、共振周波数を変更可能であり、共振周波数ｆ１で共振器１０２と電磁界結合可能である。周波数可変超伝導共振器１２０は、共振器１０２に対して電磁界結合可能な位置に取り付けられる。 The variable frequency superconducting resonator 120 can change the resonance frequency, and can be electromagnetically coupled to the resonator 102 at the resonance frequency f 1 . The variable frequency superconducting resonator 120 is attached to a position where electromagnetic coupling can be performed to the resonator 102.

周波数設定部１１０は、温度計１０９によって検知された温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合には周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定すると共に、周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数をｆ１に設定し、温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合には周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定すると共に、周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数をｆ２に設定する。 When the temperature T detected by the thermometer 109 is equal to or lower than the reference temperature Ta, the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 to f 2 and the resonance of the frequency variable superconducting resonator 120. When the frequency is set to f 1 and the temperature T exceeds the reference temperature Ta, the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 is set to f 1 and the resonance frequency of the frequency variable superconducting resonator 120 is set to f 2 . To do.

周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ１に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ１）とは等しくなる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立する。 If the frequency setting unit 110 is the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 1, is equal to the resonance frequency of the resonance frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 1). For this reason, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103.

共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立すると、周波数可変共振器１０３は、共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を第２の端子１０４へと出力することができる。 When the electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103, the frequency variable resonator 103 receives a signal of a frequency f 1 output from the resonator 102, the received signal of the second It can be output to the terminal 104.

周波数設定部１１０により周波数可変共振器１０３の共振周波数がｆ２に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ２）とは異なる。このため、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間の電磁界結合は成立しない。従って、周波数可変共振器１０３は共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信できなくなる。 If the frequency setting unit 110 is the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 is set to f 2, differs from the resonant frequency of the resonator 102 the resonant frequency of the (f 1) and the variable frequency resonator 103 (f 2). For this reason, the electromagnetic coupling between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103 is not established. Therefore, the frequency variable resonator 103 cannot receive the signal of the frequency f 1 output from the resonator 102.

一方、周波数設定部１１０により周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数がｆ１に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数（ｆ１）とは等しくなる。このため、共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間に電磁界結合が成立する。 On the other hand, when the resonance frequency of the variable frequency superconducting resonator 120 by the frequency setting unit 110 is set to f 1, the resonant frequency of the resonator 102 (f 1) and the resonance frequency of the variable frequency superconducting resonator 120 (f 1 ) Is equal. For this reason, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency superconducting resonator 120.

共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間に電磁界結合が成立すると、周波数可変超伝導共振器１２０は共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信し、受信した信号を第２の端子１０４へと出力できる。 When the electromagnetic field coupling between the resonator 102 and the variable frequency superconducting resonator 120 is satisfied, the frequency variable superconducting resonator 120 receives a signal of a frequency f 1 output from the resonator 102, the received signal Output to the second terminal 104 is possible.

周波数設定部１１０により周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数がｆ２に設定された場合、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数（ｆ２）とは異なるものとなる。このため、共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間の電磁界結合は成立しない。従って、周波数可変超伝導共振器１２０は共振器１０２から出力された周波数ｆ１の信号を受信できなくなる。 If the resonance frequency of the variable frequency superconducting resonator 120 by the frequency setting unit 110 is set to f 2, and the resonance frequency of the resonance frequency (f 1) and the variable frequency superconducting resonator 120 of the resonator 102 (f 2) Will be different. For this reason, the electromagnetic coupling between the resonator 102 and the variable frequency superconducting resonator 120 is not established. Therefore, the frequency variable superconducting resonator 120 cannot receive the signal of the frequency f 1 output from the resonator 102.

このように、本実施形態では、周波数可変超伝導共振器１２０が基準温度Ｔａ以下まで冷却されている場合は、共振器１０２から周波数可変超伝導共振器１２０への信号伝達ルートが選択され、周波数可変超伝導共振器１２０が基準温度Ｔａまで冷却されていない場合は、共振器１０２から周波数可変共振器１０３への信号伝達ルートが選択される。これによって、温度に応じた好適な信号伝達ルートが選択され、損失や雑音指数を改善することができる。また、ここでは例として周波数可変共振器１０３と周波数可変超伝導共振器１２０をｆ１とｆ２の同じ周波数に可変しているが、必ずしも同じ周波数にする必要はなく、周波数可変共振器１０３をｆ１とｆ２に可変、周波数可変超伝導共振器１２０をｆ１とｆ３に可変しても良い。 Thus, in this embodiment, when the variable frequency superconducting resonator 120 is cooled to the reference temperature Ta or lower, a signal transmission route from the resonator 102 to the variable frequency superconducting resonator 120 is selected, and the frequency When the variable superconducting resonator 120 is not cooled to the reference temperature Ta, a signal transmission route from the resonator 102 to the frequency variable resonator 103 is selected. Thereby, a suitable signal transmission route according to the temperature is selected, and the loss and noise figure can be improved. In addition, here, as an example, the frequency variable resonator 103 and the frequency variable superconducting resonator 120 are variable to the same frequency of f 1 and f 2 , but it is not always necessary to have the same frequency. The frequency variable superconducting resonator 120 may be varied to f 1 and f 3 , variable to f 1 and f 2 .

図１３は、第４の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、周波数設定部１１０は、温度計１０９によって検知された温度Ｔを、冷却制御部１０８を介して受信するまで待機する（ステップＳ４００）。周波数設定部１１０が温度Ｔを受信すると（ステップＳ４００のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、温度Ｔが基準温度Ｔａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。   FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a process flow by the frequency setting unit 110 according to the fourth embodiment. First, the frequency setting unit 110 stands by until the temperature T detected by the thermometer 109 is received via the cooling control unit 108 (step S400). When the frequency setting unit 110 receives the temperature T (YES in step S400), the frequency setting unit 110 determines whether or not the temperature T is equal to or lower than the reference temperature Ta (step S401).

温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａ以下である場合（ステップＳ４０１のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定する（ステップＳ４０２）。また、周波数設定部１１０は、周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数をｆ１に設定する（ステップＳ４０３）。この結果、共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間に電磁界結合が成立するが、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合は成立しなくなる。このため、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、共振器１０２及び周波数可変超伝導共振器１２０を介して第２の端子１０４に出力される。 If the temperature T is inputted from the temperature gauge 109 is equal to or less than the reference temperature Ta (YES in step S401), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 2 (step S402). Further, the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency superconducting resonator 120 to f 1 (step S403). As a result, electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency superconducting resonator 120, but no electromagnetic coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103. For this reason, the component of the frequency f 1 among the signals input to the first terminal 101 is output to the second terminal 104 via the resonator 102 and the variable frequency superconducting resonator 120.

一方、温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合（ステップＳ４０１のＮＯ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定する（ステップＳ４０４）。また、周波数設定部１１０は、周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数をｆ２に設定する（ステップＳ４０５）。この結果、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立する一方、共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間には電磁界結合が成立しなくなる。このため、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分は、共振器１０２及び周波数可変共振器１０３を介して第２の端子１０４に出力される。また、共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間の電磁界結合を切断することで、周波数可変超伝導共振器１２０側に信号が漏れるのを防止することができる。 On the other hand, if the temperature T which is input from the thermometer 109 exceeds the reference temperature Ta (NO in step S401), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 1 (step S404). Further, the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency superconducting resonator 120 to f 2 (step S405). As a result, electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103, while electromagnetic field coupling is not established between the resonator 102 and the frequency variable superconducting resonator 120. For this reason, the component of the frequency f 1 in the signal input to the first terminal 101 is output to the second terminal 104 via the resonator 102 and the frequency variable resonator 103. Further, by cutting the electromagnetic coupling between the resonator 102 and the frequency variable superconducting resonator 120, it is possible to prevent a signal from leaking to the frequency variable superconducting resonator 120 side.

ステップＳ４０３の処理またはステップＳ４０５の処理が完了すると、周波数設定部１１０はステップＳ４００に戻り、再び温度Ｔを受信するまで待機する。このように、周波数設定部１１０が温度Ｔを受信する度にステップＳ４０１〜Ｓ４０５の処理が繰り返し実行される。   When the process of step S403 or the process of step S405 is completed, the frequency setting unit 110 returns to step S400 and waits until the temperature T is received again. In this way, each time the frequency setting unit 110 receives the temperature T, the processes in steps S401 to S405 are repeatedly executed.

以上説明した本実施形態によれば、共振周波数が第１の周波数（ｆ１）である共振器１０２と、共振器１０２と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）で共振可能な周波数可変共振器１０３と、共振器１０２と電磁界結合可能であり、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）で共振可能な周波数可変超伝導共振器１２０と、温度計１０９により計測された温度Ｔに基づいて、周波数可変共振器１０３及び周波数可変超伝導共振器１２０の共振周波数を、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）に設定する周波数設定部１１０と、を備えることにより、第１〜第３の実施形態と同様に、損失や雑音指数を改善することができる。また、本実施形態によれば、温度計１０９から入力される温度Ｔが基準温度Ｔａを超える場合に、共振器１０２と周波数可変超伝導共振器１２０との間の電磁界結合を切断することで、周波数可変超伝導共振器１２０側に信号が漏れるのを防止することができる。 According to the present embodiment described above, the resonance frequency is the first frequency (f 1 ), and the resonator 102 can be electromagnetically coupled to the first frequency (f 1 ) or the second frequency. The frequency variable resonator 103 that can resonate at the frequency (f 2 ), the frequency that can be electromagnetically coupled to the resonator 102, and can resonate at the first frequency (f 1 ) or the second frequency (f 2 ). Based on the variable superconducting resonator 120 and the temperature T measured by the thermometer 109, the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 and the frequency variable superconducting resonator 120 is set to the first frequency (f 1 ) or the second frequency. By providing the frequency setting unit 110 that sets the frequency (f 2 ), loss and noise figure can be improved as in the first to third embodiments. Further, according to the present embodiment, when the temperature T input from the thermometer 109 exceeds the reference temperature Ta, the electromagnetic coupling between the resonator 102 and the frequency variable superconducting resonator 120 is cut off. Further, it is possible to prevent a signal from leaking to the frequency variable superconducting resonator 120 side.

なお、本実施形態では、第１の実施形態の超伝導共振器１０５に代えて周波数可変超伝導共振器１２０を備えることとしたが、第２及び第３の実施形態の超伝導共振器１０５に代えて周波数可変超伝導共振器１２０を備えるようにしてもよい。   In the present embodiment, the frequency variable superconducting resonator 120 is provided in place of the superconducting resonator 105 of the first embodiment, but the superconducting resonator 105 of the second and third embodiments is provided. Instead, a variable frequency superconducting resonator 120 may be provided.

（第５の実施形態）
図１４は、第５の実施形態のフェーズドアレイアンテナ１の一例を示す図である。第１〜第４の実施形態では、アンテナ素子１０−１〜１０−ｎを用いて信号を受信する例について説明したが、本実施形態では、アンテナ素子１０−１〜１０−ｎを用いて信号を送受信する例について説明する。 (Fifth embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the phased array antenna 1 according to the fifth embodiment. In the first to fourth embodiments, examples of receiving signals using the antenna elements 10-1 to 10-n have been described. However, in this embodiment, signals using the antenna elements 10-1 to 10-n are described. An example of transmitting and receiving will be described.

フェーズドアレイアンテナ１は、複数のアンテナ素子１０−１〜１０−ｎと、複数の受信用フィルタ装置１００−１〜１００−ｎと、複数の送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎと、複数のＬＮＡ２０−１〜２０−ｎと、複数の移相器３０−１〜３０−ｎと、合成器４０と、複数のＰＡ（Power Amplifier）５０−１〜５０−ｎと、移相器６０−１〜６０−ｎと、分配器７０と、切替器８０−１〜８０−ｎとを備える。   The phased array antenna 1 includes a plurality of antenna elements 10-1 to 10-n, a plurality of reception filter devices 100-1 to 100-n, a plurality of transmission filter devices 300-1 to 300-n, and a plurality LNAs 20-1 to 20-n, a plurality of phase shifters 30-1 to 30-n, a synthesizer 40, a plurality of PAs (Power Amplifiers) 50-1 to 50-n, and a phase shifter 60- 1 to 60-n, a distributor 70, and switchers 80-1 to 80-n.

切替器８０−１〜８０−ｎは、信号の受信時にはアンテナ素子１０−１〜１０−ｎを受信用フィルタ装置１００−１〜１００−ｎに接続し、信号の送信時にはアンテナ素子１０−１〜１０−ｎを送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎに接続する。なお、ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎ、移相器３０−１〜３０−ｎ、及び合成器４０の構成は、第１の実施形態で説明した構成と同様である。また、受信用フィルタ装置１００−１〜１００−ｎとしては、第１〜第４の実施形態に示されるいずれのフィルタ装置を適用してもよい。   The switchers 80-1 to 80-n connect the antenna elements 10-1 to 10-n to the reception filter devices 100-1 to 100-n when receiving signals, and the antenna elements 10-1 to 10-1 when transmitting signals. 10-n is connected to the transmission filter devices 300-1 to 300-n. Note that the configurations of the LNAs 20-1 to 20-n, the phase shifters 30-1 to 30-n, and the combiner 40 are the same as those described in the first embodiment. Further, any of the filter devices shown in the first to fourth embodiments may be applied as the reception filter devices 100-1 to 100-n.

アンテナ素子１０−１〜１０−ｎを用いて信号を送信する場合、分配器７０は送信信号を移相器６０−１〜６０−ｎに分配する。移相器６０−１〜６０−ｎは、分配されたそれぞれの送信信号の位相を調整し、ＰＡ５０−１〜５０−ｎへ出力する。ＰＡ５０−１〜５０−ｎは、移相器６０−１〜６０−ｎから入力された信号を増幅し、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎへと出力する。送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎは、ＰＡ５０−１〜５０−ｎから入力された信号から特定の周波数範囲の信号を抽出し、切替器８０−１〜８０−ｎへ出力する。切替器８０−１〜８０−ｎは、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎから入力された信号を、アンテナ素子１０−１〜１０−ｎへと送信する。   When transmitting a signal using the antenna elements 10-1 to 10-n, the distributor 70 distributes the transmission signal to the phase shifters 60-1 to 60-n. The phase shifters 60-1 to 60-n adjust the phases of the distributed transmission signals and output the adjusted signals to the PAs 50-1 to 50-n. The PAs 50-1 to 50-n amplify the signals input from the phase shifters 60-1 to 60-n and output the amplified signals to the transmission filter devices 300-1 to 300-n. The transmission filter devices 300-1 to 300-n extract signals in a specific frequency range from the signals input from the PAs 50-1 to 50-n, and output the signals to the switches 80-1 to 80-n. The switches 80-1 to 80-n transmit the signals input from the transmission filter devices 300-1 to 300-n to the antenna elements 10-1 to 10-n.

なお、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎとして、第１〜第４の実施形態のいずれのフィルタ装置を適用してもよい。すなわち、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎは、受信用フィルタ装置１００−１〜１００−ｎと同様に超伝導共振器を有してもよい。送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎの構成は、第１〜第４の実施形態におけるフィルタ装置の第１の端子１０１をＰＡ５０−１〜５０−ｎに接続し、第２の端子１０４を切替器８０−１〜８０−ｎに接続した構成とすればよい。これによって、受信用フィルタ装置１００−１〜１００−ｎの損失や雑音指数を改善することができるのみならず、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎの損失を改善することもできる。   Note that any of the filter devices of the first to fourth embodiments may be applied as the transmission filter devices 300-1 to 300-n. That is, the transmission filter devices 300-1 to 300-n may have superconducting resonators similarly to the reception filter devices 100-1 to 100-n. The configurations of the transmission filter devices 300-1 to 300-n are configured such that the first terminal 101 of the filter device in the first to fourth embodiments is connected to the PAs 50-1 to 50-n, and the second terminal 104 is connected. What is necessary is just to set it as the structure connected to switching device 80-1-80-n. Thus, not only the loss and noise figure of the reception filter devices 100-1 to 100-n can be improved, but also the loss of the transmission filter devices 300-1 to 300-n can be improved.

本実施形態のように、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎにも超伝導共振器を設けることで、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎのフィルタ特性を改善することができる。なお、一般的に、信号の送信時は信号の受信時に比べてフィルタ装置に大きな電流が流れる。超伝導共振器は大電流が流れると超伝導状態を維持できないため、送信時にあまり大きな電流を流さない送信装置に本実施形態を適用することが望ましい。送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎに超伝導共振器を用いない場合は、送信用フィルタ装置３００−１〜３００−ｎをＢＰＦ（Band-Pass Filter）としてもよい。   By providing superconducting resonators in the transmission filter devices 300-1 to 300-n as in this embodiment, the filter characteristics of the transmission filter devices 300-1 to 300-n can be improved. In general, a larger current flows through the filter device during signal transmission than during signal reception. Since a superconducting resonator cannot maintain a superconducting state when a large current flows, it is desirable to apply this embodiment to a transmitting apparatus that does not flow a very large current during transmission. When superconducting resonators are not used in the transmission filter devices 300-1 to 300-n, the transmission filter devices 300-1 to 300-n may be BPFs (Band-Pass Filters).

以上説明した本実施形態によれば、フィルタ装置において共振器間の電磁界結合を成立させるかどうかを切り替える構成とすることで、第１〜第４の実施形態と同様にフィルタ装置の損失や雑音指数を改善することができる。   According to the present embodiment described above, the loss and noise of the filter device are the same as in the first to fourth embodiments by switching whether to establish electromagnetic coupling between the resonators in the filter device. The index can be improved.

（第６の実施形態）
図１５は、第６の実施形態の切替装置２００の構成図である。第６の実施形態は、図１に示されるフィルタ装置１００に代えて切替装置２００を設けている。本実施形態の切替装置２００は、不図示の外部の制御装置からの切替信号に基づいて、第１の端子１０１と第２の端子１０４との間の通信のオン／オフを切り替える装置である。また、本実施形態の切替装置２００は共振器間の電磁界結合を成立させることで、第１〜第５の実施形態と同様にフィルタ装置としても機能する。以下、第６の実施形態について詳しく説明する。 (Sixth embodiment)
FIG. 15 is a configuration diagram of the switching device 200 according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, a switching device 200 is provided instead of the filter device 100 shown in FIG. The switching device 200 according to the present embodiment is a device that switches on / off communication between the first terminal 101 and the second terminal 104 based on a switching signal from an external control device (not shown). Further, the switching device 200 of the present embodiment functions as a filter device as in the first to fifth embodiments by establishing electromagnetic coupling between the resonators. Hereinafter, the sixth embodiment will be described in detail.

切替装置２００は、アンテナ素子１０と接続される第１の端子１０１と、ＬＮＡ２０と接続される第２の端子１０４とを備える。また、切替装置２００は、第１の端子１０１と接続された共振器１０２と、第２の端子１０４と接続された周波数可変共振器１０３とを備える。   The switching device 200 includes a first terminal 101 connected to the antenna element 10 and a second terminal 104 connected to the LNA 20. The switching device 200 includes a resonator 102 connected to the first terminal 101 and a frequency variable resonator 103 connected to the second terminal 104.

図１６は、第６の実施形態の周波数設定部１１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、周波数設定部１１０は、外部の制御部から切替信号を受信するまで待機する（ステップＳ６００）。切替信号は、第１の端子１０１と第２の端子１０４との間を接続させるためのオン信号と、第１の端子１０１と第２の端子１０４との間の接続を切断させるためのオフ信号のいずれかである。周波数設定部１１０が切替信号を受信すると（ステップＳ６００のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、受信した切替信号がオン信号であるか否かを判定する（ステップＳ６０１）。   FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing by the frequency setting unit 110 according to the sixth embodiment. First, the frequency setting unit 110 stands by until a switching signal is received from an external control unit (step S600). The switching signal includes an on signal for connecting the first terminal 101 and the second terminal 104 and an off signal for disconnecting the connection between the first terminal 101 and the second terminal 104. One of them. When the frequency setting unit 110 receives the switching signal (YES in step S600), the frequency setting unit 110 determines whether or not the received switching signal is an ON signal (step S601).

受信した切替信号がオン信号である場合（ステップＳ６０１のＹＥＳ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ１に設定する（ステップＳ６０２）。この結果、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ１）は等しくなり、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間に電磁界結合が成立する。従って、第１の端子１０１に入力された信号のうち周波数ｆ１の成分の信号は、第２の端子１０４に出力される。 If the received switching signal is ON signal (YES in step S601), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 1 (step S602). As a result, the resonant frequency of the resonant frequency (f 1) and the variable frequency resonator 103 of the resonator 102 (f 1) is equal, the electromagnetic field coupling is established between the resonator 102 and the variable frequency resonator 103. Accordingly, the signal having the frequency f 1 component among the signals input to the first terminal 101 is output to the second terminal 104.

一方、受信した切替信号がオン信号ではない場合、即ちオフ信号を受信した場合（ステップＳ６０１のＮＯ）、周波数設定部１１０は、周波数可変共振器１０３の共振周波数をｆ２に設定する（ステップＳ６０３）。この結果、共振器１０２の共振周波数（ｆ１）と周波数可変共振器１０３の共振周波数（ｆ２）とは異なることとなり、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間の電磁界結合が成立しなくなる。従って、第１の端子１０１に入力された信号は、第２の端子１０４に出力されない。 On the other hand, when the switching signal received is not the ON signal, i.e. when receiving the OFF signal (NO in step S601), the frequency setting unit 110 sets the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 to f 2 (step S603 ). As a result, the electromagnetic coupling between the resonant frequency of the resonator 102 and (f 1) becomes different from the resonance frequency of the variable frequency resonator 103 (f 2), the resonator 102 and the variable frequency resonator 103 satisfied No longer. Therefore, the signal input to the first terminal 101 is not output to the second terminal 104.

ステップＳ６０２の処理またはステップＳ６０３の処理が完了すると、周波数設定部１１０はステップＳ６００に戻り、再び切替信号を受信するまで待機する。このように、周波数設定部１１０が切替信号を受信する度にステップＳ６０１〜Ｓ６０３の処理が繰り返し実行される。   When the process of step S602 or the process of step S603 is completed, the frequency setting unit 110 returns to step S600 and waits until a switching signal is received again. As described above, every time the frequency setting unit 110 receives the switching signal, the processes of steps S601 to S603 are repeatedly executed.

このように、周波数設定部１１０が周波数可変共振器１０３の共振周波数の設定を切り替えることで、共振器１０２と周波数可変共振器１０３との間で電磁界結合を成立させるかどうかを切り替えることができる。この構成により、切替装置２００は、少ない損失で第１の端子１０１から第２の端子１０４への通信のオン／オフを切り替えることができる。   In this way, the frequency setting unit 110 can switch whether to establish electromagnetic coupling between the resonator 102 and the frequency variable resonator 103 by switching the setting of the resonance frequency of the frequency variable resonator 103. . With this configuration, the switching device 200 can switch on / off communication from the first terminal 101 to the second terminal 104 with a small loss.

上記各実施形態において、周波数設定部は、温度Ｔに基づいて周波数の切り替えを行うものとしたが、例えば、超伝導共振器の冷却に必要な時間が予め判明している場合、「冷却開始からの経過時間が所定時間以上となると、超伝導共振器側の信号伝達ルートを選択するように、周波数の切り替えを行う」といった制御を行ってもよい。   In each of the embodiments described above, the frequency setting unit switches the frequency based on the temperature T. For example, when the time required for cooling the superconducting resonator is known in advance, “from the start of cooling”. If the elapsed time is equal to or longer than the predetermined time, the frequency may be switched so that the signal transmission route on the superconducting resonator side is selected.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、共振周波数が第１の周波数（ｆ１）である共振器１０２と、共振器１０２と第１の周波数（ｆ１）で電磁界結合可能な第３の共振器であって、共振周波数を変更可能な周波数可変共振器１０３と、周波数可変共振器１０３の共振周波数を、第１の周波数（ｆ１）または第２の周波数（ｆ２）に設定する周波数設定部１１０とを持つことにより、損失や雑音指数を改善することができる。 According to at least one embodiment described above, the resonator 102 whose resonance frequency is the first frequency (f 1 ), and the third that can be electromagnetically coupled to the resonator 102 at the first frequency (f 1 ). The frequency variable resonator 103 that can change the resonance frequency and the resonance frequency of the frequency variable resonator 103 are set to the first frequency (f 1 ) or the second frequency (f 2 ). By having the frequency setting unit 110, loss and noise figure can be improved.

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。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１０…アンテナ、２０…ＬＮＡ、３０…移相器、４０…合成器、５０…ＰＡ、６０…移相器、７０…分配器、８０…切替器、１００…フィルタ装置、１０１…第１の端子、１０２…共振器、１０３…周波数可変共振器、１０４…第２の端子、１０５…超伝導共振器、１０６…冷却板、１０７…冷却部、１０８…冷却制御部、１０９…温度計、１１０…周波数設定部、１１１…チャンバー、１１２…真空ポンプ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Antenna, 20 ... LNA, 30 ... Phase shifter, 40 ... Synthesizer, 50 ... PA, 60 ... Phase shifter, 70 ... Distributor, 80 ... Switch, 100 ... Filter apparatus, 101 ... First terminal DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Resonator 103 ... Variable frequency resonator 104 ... Second terminal 105 ... Superconducting resonator 106 ... Cooling plate 107 ... Cooling unit 108 ... Cooling control unit 109 ... Thermometer 110 ... Frequency setting unit, 111 ... chamber, 112 ... vacuum pump

Claims (9)

共振周波数が第１の周波数である第１の共振器と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第２の共振器であって、超伝導体で形成された第２の共振器と、
前記第２の共振器を冷却する冷却部と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第３の共振器であって、共振周波数を変更可能な第３の共振器と、
前記第３の共振器の共振周波数を、前記第１の周波数または前記第１の周波数とは異なる第２の周波数に設定する周波数設定部と、
を備えるフィルタ装置。 A first resonator whose resonance frequency is a first frequency;
A second resonator that can be electromagnetically coupled to the first resonator at the first frequency, the second resonator formed of a superconductor;
A cooling unit for cooling the second resonator;
A third resonator capable of electromagnetic field coupling at the first frequency with the first resonator, the third resonator being capable of changing a resonance frequency;
A frequency setting unit for setting a resonance frequency of the third resonator to the first frequency or a second frequency different from the first frequency;
A filter device comprising: 前記第２の共振器の温度を測定する測定部を備え、
前記周波数設定部は、
前記測定部により測定された温度が予め設定された基準温度以下である場合、前記第３の共振器の共振周波数を前記第２の周波数に設定し、
前記測定部により測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合、前記第３の共振器の共振周波数を前記第１の周波数に設定する、
請求項１記載のフィルタ装置。 A measurement unit for measuring the temperature of the second resonator;
The frequency setting unit includes:
When the temperature measured by the measurement unit is equal to or lower than a preset reference temperature, the resonance frequency of the third resonator is set to the second frequency,
When the temperature measured by the measurement unit exceeds a preset reference temperature, the resonance frequency of the third resonator is set to the first frequency;
The filter device according to claim 1. 前記第２の共振器の出力を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器に接続され、共振周波数が前記第１の周波数であって、超伝導体で形成された第４の共振器と、
前記第３の共振器及び前記第４の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第５の共振器と、を更に備え、
前記冷却部は、前記第２の共振器及び前記第４の共振器を冷却する、
請求項１または２記載のフィルタ装置。 A first amplifier for amplifying the output of the second resonator;
A fourth resonator connected to the first amplifier and having a resonance frequency of the first frequency and formed of a superconductor;
The third resonator and the fourth resonator, and a fifth resonator that can be electromagnetically coupled at the first frequency;
The cooling unit cools the second resonator and the fourth resonator;
The filter device according to claim 1 or 2. 前記第２の共振器の出力を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器に接続され、共振周波数が前記第１の周波数であって、超伝導体で形成された第４の共振器と、
前記第３の共振器の出力を増幅する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器に接続され、共振周波数を変更可能な第６の共振器と、
前記第４の共振器及び前記第６の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第７の共振器と、を更に備え、
前記冷却部は、前記第２の共振器及び前記第４の共振器を冷却する、
請求項１または２記載のフィルタ装置。 A first amplifier for amplifying the output of the second resonator;
A fourth resonator connected to the first amplifier and having a resonance frequency of the first frequency and formed of a superconductor;
A second amplifier for amplifying the output of the third resonator;
A sixth resonator connected to the second amplifier and capable of changing a resonance frequency;
The fourth resonator and the sixth resonator, and a seventh resonator that can be electromagnetically coupled at the first frequency;
The cooling unit cools the second resonator and the fourth resonator;
The filter device according to claim 1 or 2. 前記第２の共振器は、共振周波数を変更可能な共振器であって、
前記周波数設定部は、
前記測定部により測定された温度が予め設定された基準温度以下である場合、前記第２の共振器の共振周波数を前記第１の周波数に設定し、
前記測定部により測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合、前記第２の共振器の共振周波数を前記第２の周波数に設定する、
請求項２記載のフィルタ装置。 The second resonator is a resonator capable of changing a resonance frequency,
The frequency setting unit includes:
When the temperature measured by the measurement unit is equal to or lower than a preset reference temperature, the resonance frequency of the second resonator is set to the first frequency,
When the temperature measured by the measurement unit exceeds a preset reference temperature, the resonance frequency of the second resonator is set to the second frequency;
The filter device according to claim 2. 共振周波数が第１の周波数である第１の共振器と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第２の共振器であって、超伝導体で形成された第２の共振器と、
前記第２の共振器を冷却する冷却部と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第３の共振器であって、共振周波数を変更可能な第３の共振器と、
前記第３の共振器の共振周波数を、前記第１の周波数または前記第１の周波数とは異なる第２の周波数に設定する周波数設定部と、
を有するフィルタ装置と、
前記フィルタ装置から出力された信号を増幅する増幅器と、
を備える受信装置。 A first resonator whose resonance frequency is a first frequency;
A second resonator that can be electromagnetically coupled to the first resonator at the first frequency, the second resonator formed of a superconductor;
A cooling unit for cooling the second resonator;
A third resonator capable of electromagnetic field coupling at the first frequency with the first resonator, the third resonator being capable of changing a resonance frequency;
A frequency setting unit for setting a resonance frequency of the third resonator to the first frequency or a second frequency different from the first frequency;
A filter device comprising:
An amplifier for amplifying the signal output from the filter device;
A receiving device. 共振周波数が第１の周波数である第１の共振器と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第２の共振器であって、超伝導体で形成された第２の共振器と、
前記第２の共振器を冷却する冷却部と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第３の共振器であって、共振周波数を変更可能な第３の共振器と、
前記第３の共振器の共振周波数を、前記第１の周波数または前記第１の周波数とは異なる第２の周波数に設定する周波数設定部と、
を有するフィルタ装置と、
信号を増幅して前記フィルタ装置へ送信する増幅器と、
を備える送信装置。 A first resonator whose resonance frequency is a first frequency;
A second resonator that can be electromagnetically coupled to the first resonator at the first frequency, the second resonator formed of a superconductor;
A cooling unit for cooling the second resonator;
A third resonator capable of electromagnetic field coupling at the first frequency with the first resonator, the third resonator being capable of changing a resonance frequency;
A frequency setting unit for setting a resonance frequency of the third resonator to the first frequency or a second frequency different from the first frequency;
A filter device comprising:
An amplifier that amplifies the signal and transmits it to the filter device;
A transmission apparatus comprising: 共振周波数が第１の周波数である第１の共振器と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第２の共振器であって、超伝導体で形成された第２の共振器と、
前記第２の共振器を冷却する冷却部と、
前記第１の共振器と前記第１の周波数で電磁界結合可能な第３の共振器であって、共振周波数を変更可能な第３の共振器と、
前記第３の共振器の共振周波数を、前記第１の周波数または前記第１の周波数とは異なる第２の周波数に設定する周波数設定部と、
を有するフィルタ装置と、
前記フィルタ装置に接続されたアンテナ素子と、
信号を増幅して前記フィルタ装置へ送信する増幅器と、
を備える、アンテナ装置。 A first resonator whose resonance frequency is a first frequency;
A second resonator that can be electromagnetically coupled to the first resonator at the first frequency, the second resonator formed of a superconductor;
A cooling unit for cooling the second resonator;
A third resonator capable of electromagnetic field coupling at the first frequency with the first resonator, the third resonator being capable of changing a resonance frequency;
A frequency setting unit for setting a resonance frequency of the third resonator to the first frequency or a second frequency different from the first frequency;
A filter device comprising:
An antenna element connected to the filter device;
An amplifier that amplifies the signal and transmits it to the filter device;
An antenna device comprising: 前記アンテナ素子は複数設けられ、
前記第１の共振器、前記第２の共振器、前記第３の共振器、及び前記増幅器は、複数設けられた前記アンテナ素子ごとに設けられ、
複数の前記増幅器により増幅されたそれぞれの信号の位相を合わせる移相器と、
前記移相器により位相を合わせられたそれぞれの信号を合成する合成器と、を更に備える、
請求項８記載のアンテナ装置。 A plurality of the antenna elements are provided,
The first resonator, the second resonator, the third resonator, and the amplifier are provided for each of the plurality of antenna elements provided,
A phase shifter for matching the phase of each signal amplified by the plurality of amplifiers;
A synthesizer that synthesizes the respective signals whose phases are matched by the phase shifter,
The antenna device according to claim 8.
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