JP2006180165A - Ｐｌｌシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】使用周波数帯に応じて発振器を、また使用通信システムに応じて後段の変復調回路を切り換えて、発振器個数を減らし後段の変復調回路を共通化する。
【解決手段】複数の周波数帯，通信システムのモードで使用するため第１の発振器１００と第２の発振器１０１の出力に第１のスイッチ回路１０２を設けて、第１，第２，第３の分周器１０３，１０４，１０５の分周信号を選択する。第１，第２の増幅器１０７，１０８の前段に第２，第３のスイッチ回路１２２，１２３を設け、信号を通信システムのモードに応じて選択し、第１，第２の増幅器１０７，１０８に入力して増幅する。この出力を第１，第２のミキサ１０９，１１１で通信システムのベースバンド信号と合成する。合成信号を第３，第４の増幅器１１０，１１２で増幅して出力する。各スイッチによって、所定モードの周波数帯，通信システムに応じた回路を選択することにより共通化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯無線の通信機器において複数の通信方式を用いる通信システム及び複数の周波数帯で動作する移動無線装置に係り、特に、共通化できる部分を使い分けることで部品点数の削減を図ったＰＬＬシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機に関するものである。

近年、移動体通信機器は、様々なシステムが複合してきており、周波数帯も複数にまたがるマルチバンドシステムが増えてきている。従来、このような複数の通信システムに対応した無線機は非常に複雑な構成になり、発振器数も多くなり回路規模も増大する。

また、特許文献１には、デュアルモード携帯電話端末においては、無線部の共用部分が少なく、送信系では完全２系統となって、小型化・軽量化・低消費電力化が極めて困難であることから、デュアルモード携帯電話端末の送信系における直交変調器の入力にモードスイッチを設け、直交変調器及び制御増幅器を共用して、制御増幅器の出力にモードスイッチを設けて、異なるモードの送信系回路に信号を供給すること、また、第２局部発振器出力と、直交変調器の入力の間に１／２分周回路を設け、さらに１／２分周回路の動作状態をモード切り換えにより制御して、第２局部発振器の電圧制御発振器の周波数制御範囲を狭くして、第２局部発振器の電圧制御発振器切り換えを不要としたマルチモード無線装置が記載されている。
特開２０００−１３２７４号公報

しかしながら、従来の構成では、使用する周波数帯及び通信システムのモードごとに発振器と変復調回路をそれぞれの送受信を行う周波数帯域ごとに持たざるを得ず、コスト的にも回路規模からも不利になり、また、発振器数を増やすことになり、この結果、スプリアス要因も大きく影響してくるという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、使用する周波数帯に応じて発振器を、また使用する通信システムに応じて後段の変復調回路を切り換えて、発振器個数を減らし、後段の変復調回路を共通使用可能としたＰＬＬシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載されるＰＬＬシンセサイザは、第１の所定の周波数を出力する第１の発振器と、第１の発振器と異なる第２の所定の周波数を出力する第２の発振器と、第１の発振器と第２の発振器で生成した信号を選択する第１のスイッチと、第１のスイッチから出力された信号を２分の１の周波数に分周する第１の分周器と、第１の分周器から出力された信号を増幅する第１の増幅器と、第２の発振器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第２の分周器と、第２の分周器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第３の分周器と、第３の分周器から出力された信号を増幅する第２の増幅器と、第１の分周器から出力された信号を２分の１に分周する第４の分周器と、第３の分周器から出力された信号と第４の分周器から出力された信号と制御信号との入力端子を有し、制御信号により１つの信号を選択して増幅し出力する第１の切換増幅器と、第１の切換増幅器から出力された信号を外部から印加した基準周波数と比較できる周波数に分周し、基準周波数と比較して位相ずれに対応する信号を出力する周波数シンセサイザと、周波数シンセサイザの出力信号を第１の発振器と第２の発振器に出力するループフィルターとを備え、第１の発振器と第２の発振器の出力する周波数を制御することを特徴とする。

また、請求項２に記載されるＰＬＬシンセサイザは、第１の所定の周波数を出力する第１の発振器と、第１の発振器と異なる第２の所定の周波数を出力する第２の発振器と、第１の発振器と第２の発振器により生成した信号を選択する第１のスイッチと、第１のスイッチから出力された信号を２分の１の周波数に分周する第１の分周器と、第２の発振器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第２の分周器と、第２の分周器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第３の分周器と、第１の分周器と第３の分周器から出力された信号を選択する第２，第３のスイッチと、第２のスイッチで選択した信号を増幅する第１の増幅器と、第３のスイッチで選択した信号を増幅する第２の増幅器と、第１の分周器から出力された信号を２分の１に分周する第４の分周器と、第３の分周器から出力された信号と第４の分周器から出力された信号と制御信号との入力端子を有し、制御信号により１つの信号を選択して増幅し出力する第１の切換増幅器と、第１の切換増幅器から出力された信号を外部から印加した基準周波数と比較できる周波数に分周し、基準周波数と比較して位相ずれに対応する信号を出力する周波数シンセサイザと、周波数シンセサイザの出力信号を第１の発振器と第２の発振器に出力するループフィルターとを備え、第１の発振器と第２の発振器の出力する周波数を制御することを特徴とする。

また、請求項３に記載されるマルチバンド無線機は、請求項１記載のＰＬＬシンセサイザを用いて、ＰＬＬシンセサイザの第１の増幅器で増幅した信号とベースバンド信号を合成する第１の合成手段と、第１の合成手段で合成した信号を増幅する第３の増幅器と、ＰＬＬシンセサイザの第２の増幅器で増幅した信号とベースバンド信号を合成する第２の合成手段と、第２の合成手段で合成した信号を増幅する第４の増幅器とを備え、所定の周波数を出力する第１の発振器と第２の発振器を第１のスイッチにより選択して所定の周波数帯モードに応じて切り換えることを特徴とする。

また、請求項４に記載されるマルチバンド無線機は、請求項２記載のＰＬＬシンセサイザを用いて、ＰＬＬシンセサイザの第１の増幅器で増幅した信号と第１の変調方式で生成されたベースバンド信号を合成する第１の合成手段と、第１の合成手段で合成した信号を増幅する第３の増幅器と、ＰＬＬシンセサイザの第２の増幅器で増幅した信号と第２の変調方式で生成されたベースバンド信号を合成する第２の合成手段と、第２の合成手段で合成した信号を増幅する第４の増幅器とを備え、所定の周波数を出力する第１の発振器と第２の発振器及び第１の変調方式と第２の変調方式の回路構成を第１のスイッチと第２のスイッチと第３のスイッチにより選択して所定の変調方式と周波数帯モードに応じて切り換えることを特徴とする。

また、請求項５に記載されるマルチバンド無線機は、請求項３，４のマルチバンド無線機において、第１の合成手段及び第２の合成手段に入力するベースバンド信号に代えて、受信信号を入力したことを特徴とする。

前記構成によれば、使用する周波数帯に応じて発振器を切り換えて、また使用する通信システムに応じて後段の変復調回路を切り換えて、使用周波数に応じた共通化をして発振器の個数や後段の変復調回路を増やすことなくＰＬＬシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機を構成できる。

本発明によれば、使用する周波数帯に応じて発振器を切り換えて、また使用する通信システムに応じて後段の変復調回路を切り換えることにより発振器の個数とその後段の変復調回路を増やすことなくＰＬＬシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機を構成することが可能となり、装置の小型化とスプリアス要因を減らすことができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるＰＬＬシンセサイザを用いたマルチバンド無線機の概略構成を示すブロック図である。まず、図１に示すブロック図において、第１の周波数帯を２ＧＨｚモードとした場合、第１の発振器１００から４ＧＨｚの信号を生成して第１の分周器１０３に出力する。第１の分周器１０３は２ＧＨｚに分周して出力する。その出力信号を第１の増幅器１０７で増幅した後、その出力信号とベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を合成する第１のミキサ１０９に入力して直交変調信号を得る。その後、第３の増幅器１１０で増幅して出力する。

また、第４の分周器１０６により１ＧＨｚに分周した信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第１の発振器１００に印加する。このループにより第１の発振器１００から出力する搬送波の周波数を安定させる。

次に、第２の周波数帯を８００ＭＨｚモードとした場合、第２の発振器１０１から３．２ＧＨｚの信号を生成して第２，第３の分周器１０４，１０５に出力する。第２，第３の分周器１０４，１０５は８００ＭＨｚに分周して出力する。その出力信号を第２の増幅器１０８で増幅した後、その出力信号とベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を合成する第２のミキサ１１１に入力して直交変調信号を得る。その後、第４の増幅器１１２で増幅して出力する。

また、第３の分周器１０５により８００ＭＨｚに分周した信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第２の発振器１０１に印加する。このループにより第２の発振器１０１から出力する搬送波の周波数を安定させる。

次に、第３の周波数帯を１．９ＧＨｚモードとした場合、第１の発振器１００から３．８ＧＨｚの信号を生成して第１の分周器１０３に出力する。第１の分周器１０３は１．９ＧＨｚに分周して出力する。その出力信号を第１の増幅器１０７で増幅させた後、その出力信号とベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を第１のミキサ１０９に入力して直交変調信号を得る。その後、第３の増幅器１１０で増幅して出力する。

また、第４の分周器１０６により９５０ＭＨｚに分周された信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第１の発振器１００に印加する。このループにより第１の発振器１００から出力する搬送波の周波数を安定させる。

次に、第４の周波数帯を１．７ＧＨｚモードとした場合、第２の発振器１０１から３．４ＧＨｚの信号を生成して出力する。この出力を第１のスイッチ回路１０２から第１の分周器１０３に出力して、第１の分周器１０３は１．７ＧＨｚに分周して出力する。その出力信号を第１の増幅器１０７で増幅させた後、その出力信号とベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を第１のミキサ１０９に入力して直交変調信号を得る。その後、第３の増幅器１１０で増幅して出力する。

また、第４の分周器１０６により８５０ＭＨｚに分周された信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第２の発振器１０１に印加する。このループにより第２の発振器１０１から出力する搬送波の周波数を安定させる。

また、図１における第１の切換増幅器１１３の内部ブロック図を図２に示す。図２に示すように、周波数帯の信号を分周して出力する第４の分周器１０６，第３の分周器１０５からの信号は、第１の周波数帯入力端子１１６，第２の周波数帯入力端子１１７のそれぞれに入力する。第１の周波数帯入力端子１１６，第２の周波数帯入力端子１１７を制御する制御端子１１８に、第１の周波数帯のモードあるいは第２の周波数帯のモードに対応した制御信号を送り、切換スイッチ１１９を制御することで切り換えを行う構成になっている。そして、周波数帯出力端子１２１からは増幅器１２０で増幅された制御信号に対応する第１の周波数帯あるいは第２の周波数帯の信号が出力される。

このように使用する周波数帯モードに応じて、その後段の回路への出力を第１のスイッチ回路１０２によって切り換えることにより、新たに発振器を付け加えることなく共通化させることにより小型化が可能であり、発振器数を減らし発振器からのスプリアスも低減することができる。また、周波数帯は前述したバンドに限らず、発振器がカバーすることのできる範囲で同様の効果が得られるのは明らかである。また、前述した内容は、ベースバンド信号に代えて受信信号とし、変調器に代え復調器としても反映させることができる。

図３は本発明の実施の形態２におけるＰＬＬシンセサイザを用いたマルチバンド無線機の概略構成を示すブロック図である。ここで、前述の実施の形態１を示す図１において説明した構成部材に対応し同等機能を有するものには同一の符号を付して示す。

本実施の形態２における図３に示すブロック図において、第１の通信システムを８００ＭＨｚ帯のＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；４相位相偏移変調）の変調方式とした場合、第２の発振器１０１から第２の周波数帯として３．２ＧＨｚの信号を生成して第２，第３の分周器１０４，１０５に出力する。第２，第３の分周器１０４，１０５は８００ＭＨｚに分周して出力する。その出力信号を第２のスイッチ回路１２２を介して第１の増幅器１０７で増幅させた後、その出力信号とＱＰＳＫ変調モードのベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を第１のミキサ１０９に入力してＱＰＳＫ変調モードの直交変調信号を得る。その後、第３の増幅器１１０で増幅して出力する。

また、第３の分周器１０５により８００ＭＨｚに分周された信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第２の発振器１０１に印加する。このループにより第２の発振器１０１から出力する搬送波の周波数を安定させる。

次に、第２の通信システムを８５０ＭＨｚ帯のＧＭＳＫ（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying；ガウス・フィルター・ミニマム偏移変調）の変調方式とした場合、第２の発振器１０１から第２の周波数帯として３．４ＧＨｚの信号を生成して第２，第３の分周器１０４，１０５に出力する。第２，第３の分周器１０４，１０５は８５０ＭＨｚに分周して出力する。その出力信号を第３のスイッチ回路１２３を介して第２の増幅器１０８で増幅させた後、その出力信号とＧＭＳＫ変調モードのベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を第２のミキサ１１１に入力しＧＭＳＫ変調モードの直交変調信号を得る。その後、第４の増幅器１１２で増幅して出力する。

また、第３の分周器１０５により８５０ＭＨｚに分周された信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第２の発振器１０１に印加する。このループにより第２の発振器１０１から出力する搬送波の周波数を安定させる。

次に、第３の通信システムを１．９ＧＨｚ帯のＧＭＳＫの変調方式とした場合、第１の発振器１００から第１の周波数帯として３．８ＧＨｚの信号を生成して第１の分周器１０３に出力する。第１の分周器１０３は１．９ＧＨｚに分周して出力する。その出力信号を第２のスイッチ回路１２２，第３のスイッチ回路１２３を介して第２の増幅器１０８で増幅させた後、その出力信号とＧＭＳＫ変調モードのベースバンド信号処理部（図示せず）からのベースバンド信号を第２のミキサ１１１に入力しＧＭＳＫ変調モードの直交変調信号を得る。その後、第４の増幅器１１２で増幅して出力する。

また、第４の分周器１０６により９５０ＭＨｚに分周された信号を、第１の切換増幅器１１３で増幅後、周波数シンセサイザ（可変分周器）１１４で比較周波数に分周して外部より印加される基準周波数と比較することにより、位相ずれに対応する信号として出力する。周波数シンセサイザ１１４の出力はループフィルター１１５を介して第１の発振器１００に印加する。このループにより第１の発振器１００から出力する搬送波の周波数を安定させる。

このように、前述した実施の形態１に加え通信システムのモードに応じて、その後段の回路構成を第１，第２，第３のスイッチ回路１０２，１２２，１２３によって切り換え選択することにより、新たに回路を付け加えることなく回路を共通化させて、より装置を小型化することが可能である。

本発明に係るＰＬＬシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機は、使用する周波数帯に応じて発振器を切り換えて、また使用する通信システムに応じて後段の変復調回路を切り換えて、発振器個数とその後段の変復調回路を増やすことなく、装置の小型化とスプリアス要因を減らすことができ、共通化できる部分を使い分けて部品点数の削減に有用である。

本発明の実施の形態１におけるＰＬＬシンセサイザを用いたマルチバンド無線機の概略構成を示すブロック図 本実施の形態１におけるマルチバンド無線機の第１の切換増幅器を示す内部ブロック図 本発明の実施の形態２におけるＰＬＬシンセサイザを用いたマルチバンド無線機の概略構成を示すブロック図

符号の説明

１００ 第１の発振器
１０１ 第２の発振器
１０２ 第１のスイッチ回路
１０３ 第１の分周器
１０４ 第２の分周器
１０５ 第３の分周器
１０６ 第４の分周器
１０７ 第１の増幅器
１０８ 第２の増幅器
１０９ 第１のミキサ
１１０ 第３の増幅器
１１１ 第２のミキサ
１１２ 第４の増幅器
１１３ 第１の切換増幅器
１１４ 周波数シンセサイザ（可変分周器）
１１５ ループフィルター
１１６ 第１の周波数帯入力端子
１１７ 第２の周波数帯入力端子
１１８ 制御端子
１１９ 切換スイッチ
１２０ 増幅器
１２１ 周波数帯出力端子
１２２ 第２のスイッチ回路
１２３ 第３のスイッチ回路

Claims (5)

1. 第１の所定の周波数を出力する第１の発振器と、前記第１の発振器と異なる第２の所定の周波数を出力する第２の発振器と、前記第１の発振器と前記第２の発振器で生成した信号を選択する第１のスイッチと、前記第１のスイッチから出力された信号を２分の１の周波数に分周する第１の分周器と、前記第１の分周器から出力された信号を増幅する第１の増幅器と、前記第２の発振器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第２の分周器と、前記第２の分周器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第３の分周器と、前記第３の分周器から出力された信号を増幅する第２の増幅器と、前記第１の分周器から出力された信号を２分の１に分周する第４の分周器と、前記第３の分周器から出力された信号と前記第４の分周器から出力された信号と制御信号との入力端子を有し、前記制御信号により１つの信号を選択して増幅し出力する第１の切換増幅器と、前記第１の切換増幅器から出力された信号を外部から印加した基準周波数と比較できる周波数に分周し、前記基準周波数と比較して位相ずれに対応する信号を出力する周波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイザの出力信号を前記第１の発振器と前記第２の発振器に出力するループフィルターとを備え、前記第１の発振器と前記第２の発振器の出力する周波数を制御することを特徴とするＰＬＬシンセサイザ。
2. 第１の所定の周波数を出力する第１の発振器と、前記第１の発振器と異なる第２の所定の周波数を出力する第２の発振器と、前記第１の発振器と前記第２の発振器により生成した信号を選択する第１のスイッチと、前記第１のスイッチから出力された信号を２分の１の周波数に分周する第１の分周器と、前記第２の発振器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第２の分周器と、前記第２の分周器から出力された信号を２分の１の周波数に分周する第３の分周器と、前記第１の分周器と前記第３の分周器から出力された信号を選択する第２，第３のスイッチと、前記第２のスイッチで選択した信号を増幅する第１の増幅器と、前記第３のスイッチで選択した信号を増幅する第２の増幅器と、前記第１の分周器から出力された信号を２分の１に分周する第４の分周器と、前記第３の分周器から出力された信号と前記第４の分周器から出力された信号と制御信号との入力端子を有し、前記制御信号により１つの信号を選択して増幅し出力する第１の切換増幅器と、前記第１の切換増幅器から出力された信号を外部から印加した基準周波数と比較できる周波数に分周し、前記基準周波数と比較して位相ずれに対応する信号を出力する周波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイザの出力信号を前記第１の発振器と前記第２の発振器に出力するループフィルターとを備え、前記第１の発振器と第２の発振器の出力する周波数を制御することを特徴とするＰＬＬシンセサイザ。
3. 請求項１記載のＰＬＬシンセサイザを用いて、前記ＰＬＬシンセサイザの前記第１の増幅器で増幅した信号とベースバンド信号を合成する第１の合成手段と、前記第１の合成手段で合成した信号を増幅する第３の増幅器と、前記ＰＬＬシンセサイザの前記第２の増幅器で増幅した信号とベースバンド信号を合成する第２の合成手段と、前記第２の合成手段で合成した信号を増幅する第４の増幅器とを備え、前記所定の周波数を出力する第１の発振器と第２の発振器を第１のスイッチにより選択して所定の周波数帯モードに応じて切り換えることを特徴とするマルチバンド無線機。
4. 請求項２記載のＰＬＬシンセサイザを用いて、前記ＰＬＬシンセサイザの前記第１の増幅器で増幅した信号と第１の変調方式で生成されたベースバンド信号を合成する第１の合成手段と、前記第１の合成手段で合成した信号を増幅する第３の増幅器と、前記ＰＬＬシンセサイザの前記第２の増幅器で増幅した信号と第２の変調方式で生成されたベースバンド信号を合成する第２の合成手段と、前記第２の合成手段で合成した信号を増幅する第４の増幅器とを備え、前記所定の周波数を出力する第１の発振器と第２の発振器及び前記第１の変調方式と前記第２の変調方式の回路構成を第１のスイッチと第２のスイッチと第３のスイッチとにより選択して所定の変調方式と周波数帯モードに応じて切り換えることを特徴とするマルチバンド無線機。
5. 前記第１の合成手段及び前記第２の合成手段に入力するベースバンド信号に代えて、受信信号を入力したことを特徴とする請求項３または４記載のマルチバンド無線機。

Images