JP2002016521A - ダブルコンバージョン受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波用の各種無線機器、通信機器、測定器
に利用されるダブルコンバージョン受信機の小型化。 【解決手段】 アンテナ１から入った電波は受動バンド
パスフィルタ２により帯域外不要波を除去された後、低
雑音増幅器３により増幅され、受動バンドパスフィルタ
４により帯域外不要波を除去される。次に第１中間周波
数にダウンコンバートされた後、受動バンドパスフィル
タ７により帯域制限され、さらに受動バンドパスフィル
タ８により帯域内妨害波レベルを減衰して希望波と妨害
波の比を２０ｄＢ程度に抑える。その後、第２中間周波
数に変換し、ダイナミックレンジは低いが集積回路内に
内蔵できる小型の能動バンドパスフィルタ１１で妨害波
を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種無線機器、通信
機器、測定器に用いられるダブルコンバージョン受信機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在の狭帯域無線伝送システムにおいて
は当該受信周波数に非常に近接した高レベルの妨害波を
除去するために２つの中間周波数を有するダブルコンバ
ージョン方式が採用されることが多い。

【０００３】以下、従来のダブルコンバージョン受信機
について説明する。図６は従来のダブルコンバージョン
受信機の構成を示すブロック結線図である。図６におい
て、１はアンテナ、２、４は無線周波数帯受動バンドパ
スフィルタ、３は低雑音増幅器、５は第１ダウンミキ
サ、６は第１局部発振器、７はＳＡＷフィルタやＭＣＦ
等で構成される第１中間周波数帯受動バンドパスフィル
タ、９は第２ダウンミキサ、１０は第２局部発振器、６
０は第２中間周波数帯の狭帯域セラミックバンドパスフ
ィルタ、１２はリミッタアンプである。

【０００４】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について説明する。
アンテナ１から入った電波はまず受動バンドパスフィル
タ２により帯域外不要波を除去された後、低雑音増幅器
３により低雑音増幅され、受動バンドパスフィルタ４に
より更に帯域外不要波が除去される。

【０００５】次に第１局部発振器６、第１ダウンミキサ
５により第１中間周波数にダウンコンバートされ、受動
バンドパスフィルタ７により帯域制限される。更に第２
局部発振器１０、第２ダウンミキサ９により第２中間周
波数にダウンコンバートされた後、狭帯域セラミックバ
ンドパスフィルタ６０により十分に妨害波が除去される
ため、妨害波の影響を受けずにリミッタアンプ１２によ
り希望波による正しい受信電界強度の検出ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成では、第１
中間周波数帯のバンドパスフィルタではフィルタの比帯
域の制約から当該周波数近傍に存在する高レベルの妨害
波を十分に除去できないため、第２中間周波数帯におい
て減衰特性の良好なセラミックフィルタを使用する必要
がある。

【０００７】しかし、セラミックフィルタは、周辺部品
と比較して非常にサイズが大きいため、無線機全体のサ
イズが大きくなるという課題があった。また、セラミッ
クバンドパスフィルタの代わりに能動バンドパスフィル
タを用いる方法もあるが、能動バンドパスフィルタは能
動回路であるがゆえに雑音特性が悪く、その影響を少な
くするために前段までに大きな利得をとらなければなら
ず、しかも最大信号入力レベルが低いという欠点を有す
る。

【０００８】そこで最大信号入力レベルを向上するため
に前段に自動利得制御機能を付加すると、レベルの高い
妨害波によって希望波が抑圧を受け、感度劣化につなが
るという課題があった。

【０００９】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、第１中間周波数帯において小型の受動バンドパス
フィルタを２個用いることでセラミックバンドパスフィ
ルタの能動バンドパスフィルタへの置き換えを可能と
し、無線機を小型化することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、第１中間周波数において２つの小型受動バ
ンドパスフィルタを用いることで不要波の減衰量を大き
く確保し、第２中間周波数帯において、能動バンドパス
フィルタが有する自動利得調整回路の妨害波による希望
波抑圧を防止している。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、第１及び第２の中間周波数を有するダブルコンバー
ジョン受信機において、第１の中間周波数に帯域制限を
行う第１及び第２の受動バンドパスフィルタを備え、第
２の中間周波数に帯域制限を行う能動バンドパスフィル
タとを備えたことを特徴とするダブルコンバージョン受
信機であり、第１中間周波数帯において小型の受動バン
ドパスフィルタを二つ用いることで、不要波の減衰量を
大きく確保し、第２中間周波数帯において能動バンドパ
スフィルタが有する自動利得調整回路の妨害波による希
望波抑圧を防止し、能動バンドパスフィルタの使用を可
能とするという作用を有する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、第１及び第２の
受動バンドパスフィルタの各々の中間に緩衝増幅器を備
えたことを特徴とする請求項１記載のダブルコンバージ
ョン受信機であり、緩衝増幅器を使用することで請求項
１記載の作用に加え、第１及び第２の受動バンドパスフ
ィルタ間を分離して互いの整合を容易にするという作用
を有する。

【００１３】請求項３に記載の発明は、前記緩衝増幅器
に利得を持たせたことを特徴とする請求項２記載のダブ
ルコンバージョン受信機であり、請求項２記載の作用に
加え、緩衝増幅器に利得を持たせることで第２の受動バ
ンドパスフィルタの通過損失分を補い、ダブルコンバー
ジョン受信機の総合雑音指数を改善できるという作用を
有する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、入力を共通とし
た第１及び第２の緩衝増幅器の一方の出力に第２の受動
バンドパスフィルタを介して第２のミキサを接続し、他
方に第３のミキサを接続し、相互に切り替え可能とした
ことを特徴とする請求項２または３記載のダブルコンバ
ージョン受信機であり、請求項２または３記載の作用に
加え、希望波と妨害波の差が大きいシステムと比較的小
さいシステムに同時対応したとき、比較的小さいシステ
ムでは第２のバンドパスフィルタを使用することなく総
合ＮＦを改善できるという作用を有する。

【００１５】請求項５に記載の発明は 第１及び第２の
緩衝増幅器にそれぞれ利得切替機能を持たせたことを特
徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のダブルコ
ンバージョン受信機であり、請求項２ないし４のいずれ
かに記載の作用に加え、強電界入力時に緩衝増幅器の利
得を落とすことで、入力信号のダイナミックレンジを拡
大できるという作用を有する。

【００１６】請求項６に記載の発明は、待ち受け時の受
信電界強度測定を第２の受動フィルタの後段において行
うことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載
のダブルコンバージョン受信機であり、請求項２ないし
５のいずれかに記載の作用に加え、Ｉ，Ｑ信号の振幅を
ベースバンドでディジタル演算するよりもはるかに高速
なアナログＲＳＳＩを用いることで電界強度測定回数を
増すことができるようになるという作用を有する。

【００１７】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
６のいずれかに記載のダブルコンバージョン受信機を用
いた無線機器であり、ダブルコンバージョン受信機の小
型化を図ることで、無線機器全体の小型化を実現すると
いう作用を有する。

【００１８】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１はダブルコンバージ
ョン受信機のブロック結線図を示す。図１において１〜
７の番号を付した構成要素は従来の技術において説明し
たものと同一であるため説明は省略する。

【００２０】８は受動バンドパスフィルタ７と同様にＳ
ＡＷフィルタやＭＣＦ等により構成される第１中間周波
数帯の受動バンドパスフィルタであり、一般的に中心周
波数１３０ＭＨｚ、通過帯域３０ＫＨｚで６０ＫＨｚ離
調点で２０ｄＢ程度の妨害波減衰量を有し、サイズは４
ｍｍ角程度である。１１はバイポーラトランジスタやＭ
ＯＳＦＥＴ等の能動素子によりｇｍ−Ｃ型、またはＳＣ
Ｆ型等の回路方式で構成された集積回路に内蔵可能な能
動バンドパスフィルタであり、その最大入力レベルを向
上するために前段に自動利得調整回路を有する。

【００２１】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について北米のＡＭ
ＰＳ方式を例にとって説明する。ＡＭＰＳの規格では６
０ＫＨｚ離調点での希望波に対する妨害波最大入力レベ
ルは６２ｄＢｃ以上と非常に大きい。

【００２２】第１中間周波数帯において受動バンドパス
フィルタ７により帯域制限が行われるが、Ｑの高いＳＡ
ＷフィルタやＭＣＦを用いても６０ＫＨｚ離調点で最大
２０ｄＢ程度しか妨害波を除去できず、受動バンドパス
フィルタ７のみでは希望波と妨害波の比は４２ｄＢｃ以
上となる。

【００２３】能動バンドパスフィルタ１１は入力を保護
するために自動利得制御回路を有しており、能動バンド
パスフィルタの発生する雑音が総合特性に影響を及ぼさ
ないように前段までの利得を大きくとらねばならないた
め、希望波と妨害波の比を２０ｄＢ程度に抑圧しないと
妨害波によって自動利得制御がかかり、希望波が抑圧さ
れてしまう。

【００２４】そこで受動バンドパスフィルタ８を用いて
再度帯域制限を行い、希望波と妨害波の比を２０ｄＢ程
度とすることで希望波が能動バンドパスフィルタ１１の
持つ利得制御回路による利得圧縮を受けないようにする
ことができる。受動バンドパスフィルタ８は第１中間周
波数帯での動作であり、４ｍｍ角程度のＳＡＷフィルタ
やＭＣＦを使用できるため、１０ｍｍ角程度のセラミッ
クフィルタを使用する場合と比較して大幅な小型化が図
れる。以下の動作は従来の技術と同一であるため、説明
は省略する。

【００２５】以上のように本実施例によれば、第１中間
周波数帯において受動バンドパスフィルタによる２度の
帯域制限を行うことにより、セラミックフィルタのかわ
りに能動バンドパスフィルタの使用を可能とし、ダブル
コンバージョン受信機を小型化できる。

【００２６】（実施の形態２）図２はダブルコンバージ
ョン受信機のブロック結線図を示す。図２において１〜
１２の番号を付した構成要素は実施の形態１と同一であ
るため説明は省略する。２０は通常のバイポーラ素子に
よる差動増幅器等で構成された利得１の緩衝増幅器であ
る。

【００２７】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について説明する。
受動バンドパスフィルタ７、８を直接接続する場合、特
に２つのフィルタの入出力インピーダンスが異なる場合
はフィルタ間で不整合が生じやすく、フィルタの応答特
性を劣化させるが、間に緩衝増幅器２０を挿入すること
で独立に入出力の整合が行え、所望のフィルタ特性が得
られる。以下の動作は実施の形態１と同一であるため説
明は省略する。

【００２８】（実施の形態３）図３はダブルコンバージ
ョン受信機のブロック結線図を示す。図３において１〜
１２の番号を付した構成要素は実施の形態２と同一であ
るため説明は省略する。３０は通常のバイポーラ素子に
よる差動増幅器等で構成され、１より大きな利得を有す
る緩衝増幅器である。

【００２９】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について説明する。
受動バンドパスフィルタ８は通過損失を有するため、前
段の利得が低い場合、総合雑音指数の劣化を招く。これ
を回避するために前段までの利得を高めると歪み特性を
満足できない。そこで緩衝増幅器３０に利得を持たせ、
受動バンドパスフィルタ８の損失を補うことで、総合雑
音指数の劣化を最小限にとどめることができる。以下の
動作は実施の形態１と同一であるため説明は省略する。

【００３０】（実施の形態４）図４はディジタル・アナ
ログデュアルモード携帯機におけるダブルコンバージョ
ン受信機のブロック結線図を示す。図４において１〜１
２の番号を付した構成要素は実施の形態１と同一である
ため説明は省略する。４０、４１は一定の利得を有する
緩衝増幅器、４２はダウンミキサ、４３は第２局部発振
器、４４は増幅器、４５は能動ローパスフィルタであ
る。

【００３１】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について説明する。

【００３２】緩衝増幅器４０、４１の入力は共通として
おり、電流源の制御によりそれぞれの回路を選択でき
る。緩衝増幅器４０が選択された場合、実施の形態３と
同一の動作を行う。

【００３３】一方、緩衝増幅器４１の出力には受動バン
ドパスフィルタを介さずに直接ダウンミキサ４２が接続
されており、選択された場合、第２局部発振器４３を用
いてベースバンドＩ，Ｑ信号へのダウンコンバートが行
われ、増幅器４４により所望レベルに増幅された後、能
動ローパスフィルタにより帯域制限が行われる。

【００３４】妨害波入力レベルの非常に大きいＡＭＰＳ
等のシステムで動作させる場合は緩衝増幅器４０を、Ａ
ＭＰＳより妨害波入力レベルが比較的小さいＴＤＭＡ等
のディジタル復調系のシステムで動作させる場合は緩衝
増幅器４１を選択することで、総合雑音指数の要求の厳
しいディジタル復調系では受動バンドパスフィルタ８の
損失に起因する総合ＮＦの劣化を招くことなくシステム
を構成できる。

【００３５】以下の動作は実施の形態３と同一であるた
め説明は省略する。なお、増幅器４４は固定利得とした
が、ダイナミックレンジを確保するためにベースバンド
からの指示に従う利得制御増幅器としてよいことはいう
までもない。

【００３６】（実施の形態５）図５はアナログ・ディジ
タルデュアルモード携帯機におけるダブルコンバージョ
ン受信機のブロック結線図を示す。図５において１〜１
２の番号を付した構成要素は実施の形態１と、４２〜４
５の番号を付した構成要素は実施の形態４と同一である
ため説明は省略する。５０、５１はそれぞれ利得切替機
能を有する緩衝増幅器である。

【００３７】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について説明する。
緩衝増幅器５０、５１はベースバンドからの指示にした
がって強電界入力時に利得を下げることで入力ダイナミ
ックレンジを拡大することができる。利得は緩衝増幅器
５０、５１で独立に設定できるため互いに制限を受ける
ことなくそれぞれのシステムに最適な利得を設定でき
る。以下の動作は実施の形態４と同一であるため説明は
省略する。

【００３８】（実施の形態６）図５はディジタル・アナ
ログデュアルモード携帯機におけるダブルコンバージョ
ン受信機のブロック結線図を示す。構成要素については
実施の形態５と同一であるため説明は省略する。

【００３９】以上のように構成されたダブルコンバージ
ョン受信機について、以下その動作について説明する。
まず、待ち受け時はディジタル復調系においてもシステ
ムを緩衝増幅器５０側に切り換える。受信電界強度をリ
ミッタアンプ１２を用いたアナログＲＳＳＩにより測定
することで通常のＩ，Ｑディジタル振幅検出による方法
より高速に受信電界強度を測定できるため、待ち受け時
の受信動作時間を短縮して電界強度測定回数を増した
り、全体の待ち受け時間を増大することができる。

【００４０】以下の動作は実施の形態５と同一であるた
め説明は省略する。

【００４１】（実施の形態７）実施の形態１〜６で用い
たダブルコンバージョン受信機により無線機器を構成す
ることで無線機器全体の小型化を達成できる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１及び
第２の中間周波数を有するダブルコンバージョン受信機
において、第１中間周波数で受動バンドパスフィルタに
よる２度の帯域制限を行うことにより、セラミックフィ
ルタのかわりに能動バンドパスフィルタの使用を可能と
し、ダブルコンバージョン受信機を小型化できるという
有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるダブルコンバー
ジョン受信機のブロック結線図

【図２】本発明の実施の形態２におけるダブルコンバー
ジョン受信機のブロック結線図

【図３】本発明の実施の形態３におけるダブルコンバー
ジョン受信機のブロック結線図

【図４】本発明の実施の形態４におけるダブルコンバー
ジョン受信機のブロック結線図

【図５】本発明の実施の形態５におけるダブルコンバー
ジョン受信機のブロック結線図

【図６】従来のダブルコンバージョン受信機のブロック
結線図

【符号の説明】 １ アンテナ ２，４ 受動バンドパスフィルタ ３ 低雑音増幅器 ５ ダウンミキサ ６ 第一局部発振器 ７，８ 受動バンドパスフィルタ ９ ダウンミキサ １０，４３ 第二局部発振器 １１ 能動バンドパスフィルタ １２ リミッタアンプ ２０，３０，４０，４１ 緩衝増幅器 ４２ ダウンミキサ ４４ 増幅器 ４５ 能動ローパスフィルタ ５０，５１ 緩衝増幅器 ６０ セラミックバンドパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 正利 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 矢吹 博幸 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 Ｆターム(参考） 5K020 DD01 DD11 DD15 FF04 HH13 MM01 MM02 MM04 MM05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の中間周波数を有するダブ
   ルコンバージョン受信機において、第１の中間周波数に
   帯域制限を行う第１及び第２の受動バンドパスフィルタ
   を備え、第２の中間周波数に帯域制限を行う能動バンド
   パスフィルタとを備えたことを特徴とするダブルコンバ
   ージョン受信機。
2. 【請求項２】 第１及び第２の受動バンドパスフィルタ
   の各々の中間に緩衝増幅器を備えたことを特徴とする請
   求項１記載のダブルコンバージョン受信機。
3. 【請求項３】 緩衝増幅器に利得を持たせたことを特徴
   とする請求項２記載のダブルコンバージョン受信機。
4. 【請求項４】 入力を共通とした第１及び第２の緩衝増
   幅器の一方の出力に第２の受動バンドパスフィルタを介
   して第２のミキサを接続し、他方に第３のミキサを接続
   し、相互に切り替え可能としたことを特徴とする請求項
   ２または３記載のダブルコンバージョン受信機。
5. 【請求項５】 第１及び第２の緩衝増幅器にそれぞれ利
   得切替機能を持たせたことを特徴とする請求項２ないし
   ４のいずれかに記載のダブルコンバージョン受信機。
6. 【請求項６】 待ち受け時の受信電界強度測定を第２の
   受動フィルタの後段において行うことを特徴とする請求
   項２ないし５のいずれかに記載のダブルコンバージョン
   受信機。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のダ
   ブルコンバージョン受信機を用いた無線機器。