JP2011103541A - 送信機 - Google Patents
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Abstract
【課題】送信変調信号の品質劣化の原因となるイメージ信号及び局部発振波漏洩を検出し、ベースバンド信号の位相及び直流レベルを補償することにより、イメージ信号及び局部発振波漏洩レベルを低減させ、高品質の送信変調信号を送出する。
【解決手段】局部発振波及びベースバンド信号を位相が90度異なる信号に分配する90度位相分配器1,2と、局部発振信号とベースバンド信号を混合させ高周波信号を生成するミクサ3a,3bと、当該高周波信号を同相合成する同相合成器4と、同相合成された高周波信号の周波数成分を乗算する線形乗算器6と、線形乗算器6からの信号レベルを検出するレベル検出器7を備え、当該信号レベルに応じて、ベースバンド信号の振幅及び位相を振幅調整回路8a,8b及び90度位相分配器1で調整し、ベースバンド信号の直流レベルをオフセット調整回路9a,9bで調整する。
【選択図】図1
【解決手段】局部発振波及びベースバンド信号を位相が90度異なる信号に分配する90度位相分配器1,2と、局部発振信号とベースバンド信号を混合させ高周波信号を生成するミクサ3a,3bと、当該高周波信号を同相合成する同相合成器4と、同相合成された高周波信号の周波数成分を乗算する線形乗算器6と、線形乗算器6からの信号レベルを検出するレベル検出器7を備え、当該信号レベルに応じて、ベースバンド信号の振幅及び位相を振幅調整回路8a,8b及び90度位相分配器1で調整し、ベースバンド信号の直流レベルをオフセット調整回路9a,9bで調整する。
【選択図】図1
Description
この発明は送信機に関し、特に、UHF、マイクロ波、ミリ波などの高周波帯の送信機に関する。
例えば特許文献1に記載された従来の送信機は、図8に示すように、2つの直交変調器及びベースバンド信号生成回路から構成されるものである(例えば、特許文献1参照)。
図8において、101は第1の直接ディジタル周波数シンセサイザ、102は第1のD/Aコンバータ、103は第1のローパスフィルタ、104は第1の90度位相分配器、105は、第1の直接ディジタル周波数シンセサイザ101、第1のD/Aコンバータ102、第1のローパスフィルタ103及び第1の90度位相分配器104から成る第1のベースバンド信号生成回路、201は第2の直接ディジタル周波数シンセサイザ、202は第2のD/Aコンバータ、203は第2のローパスフィルタ、204は第2の90度位相分配器、205は、第2の直接ディジタル周波数シンセサイザ201、第2のD/Aコンバータ202、第2のローパスフィルタ203及び第2の90度位相分配器204から成る第2のベースバンド信号生成回路である。
また、106は第3の90度位相分配器、107aは第1のミクサ、107bは第2のミクサ、108は第1の同相合成器、109は、第3の90度位相分配器106、第1のミクサ107a、第2のミクサ107b及び第1の同相合成器108から成る第1の直交変調器、206は第4の90度位相分配器、207aは第3のミクサ、207bは第4のミクサ、208は第2の同相合成器、209は、第4の90度位相分配器206、第3のミクサ207a、第4のミクサ207b及び第2の同相合成器208から成る第2の直交変調器、112は局部発振器、110及び210は周波数設定データ入力端子、111及び211は基準クロック入力端子、212は送信信号出力端子である。
以下、動作について示す。周波数設定データ入力端子110から第1の直接ディジタル周波数シンセサイザ101に第1の周波数設定データが入力されると、当該第1の周波数設定データに基づき、第1の直接ディジタル周波数シンセサイザ101より第1のベースバンド信号fIF1が出力される。第1のベースバンド信号fIF1は、第1のD/Aコンバータ102及び第1のローパスフィルタ103を介して、第1の90度位相分配器104に入力される。第1の90度位相分配器104により、第1のベースバンド信号fIF1は、90度位相が異なる第2及び第3のベースバンド信号fIF1I、fIF1Qに分配され、それぞれ、第1及び第2のミクサ107a,107bに入力される。一方、局部発振器112により生成される第1の局部発振波fLO1は、第3の90度位相分配器106により、90度位相が異なる第2及び第3の局部発振波fLO1I、fLO1Qに分配され、それぞれ、第1及び第2のミクサ107a,107bに入力される。第1及び第2のミクサ107a,107bでは、入力された前記ベースバンド信号及び局部発振波が混合されて、第1の高周波信号fRF1(=fLO1+fIF1)が生成され、それら2つの高周波信号がさらに第1の同相合成器108で合成されて、第1の直交変調器109からの出力となる。
一方、周波数設定データ入力端子210から第2の直接ディジタル周波数シンセサイザ201に第2の周波数設定データが入力されると、当該第2の周波数設定データに基づき、第2の直接ディジタル周波数シンセサイザ201より、第4のベースバンド信号fIF2が出力される。第4のベースバンド信号fIF2は、第2のD/Aコンバータ202及び第2のローパスフィルタ203を介して、第2の90度位相分配器204に入力され、第2の90度位相分配器204により、90度位相が異なる第5及び第6のベースバンド信号fIF2I、fIF2Qに分配されて、それぞれ、第3及び第4のミクサ207a,207bに入力される。
一方、第1の直交変調器109より出力される第1の高周波信号fRF1は、第4の90度位相分配器206により、90度異なる位相差で第3及び第4のミクサ207a,207bにそれぞれ入力され、そこで、第5及び第6のベースバンド信号fIF2I、fIF2Qと混合されて、第2の高周波信号fRF2(=fRF1+fIF2)となる。それらの第2の高周波信号fRF2(=fRF1+fIF2)は、第2の同相合成器208で合成され、第2の直交変調器209からの出力となる。なお、当該出力は、送信機全体からの出力となり、送信信号出力端子212から外部に出力される。
上記のような従来の送信機では、第3の90度位相分配器106において生じる位相誤差により、本来は第1の直交変調器109から出力されないはずの不要波であるイメージ信号fRF1'(=fLO1−fIF1)が出力され、送信変調信号の品質劣化を生じるという問題点があった。
また、第2の90度位相分配器204からの第3及び第4のミクサ207a,207bへの入力間に生じる直流オフセットにより、イメージ信号と同様に、不要波である局部発振波漏洩(fRF1)が第2の直交変調器209より出力され、送信変調信号の品質劣化を生じるという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、送信変調信号の品質劣化の原因となるイメージ信号及び局部発振波漏洩を検出し、ベースバンド信号の位相及び直流レベルを補償することにより、前記イメージ信号及び局部発振波漏洩レベルを低減させ、高品質の送信変調信号を送出するための送信機を得ることを目的とする。
この発明は、べースバンド信号が入力され、当該ベースバンド信号を位相が90度異なる2つのベースバンド信号に分配する第1の位相分配器と、局部発振波が入力され、当該局部発振波を位相が90度異なる2つの局部発振信号に分配する第2の90度位相分配器と、分配された前記局部発振信号の一方と前記ベースバンド信号の一方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第1のミクサと、分配された前記局部発振信号の他方と前記ベースバンド信号の他方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第2のミクサと、前記第1及び第2のミクサからそれぞれ出力される2つの前記高周波信号を同相合成する同相合成器と、前記同相合成器により同相合成された前記高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器と、前記線形乗算器から出力される信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の振幅および位相を調整する振幅・位相調整回路と、前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の直流レベルを調整するオフセット調整回路とを備えたことを特徴とする送信機である。
この発明は、べースバンド信号が入力され、当該ベースバンド信号を位相が90度異なる2つのベースバンド信号に分配する第1の位相分配器と、局部発振波が入力され、当該局部発振波を位相が90度異なる2つの局部発振信号に分配する第2の90度位相分配器と、分配された前記局部発振信号の一方と前記ベースバンド信号の一方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第1のミクサと、分配された前記局部発振信号の他方と前記ベースバンド信号の他方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第2のミクサと、前記第1及び第2のミクサからそれぞれ出力される2つの前記高周波信号を同相合成する同相合成器と、前記同相合成器により同相合成された前記高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器と、前記線形乗算器から出力される信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の振幅および位相を調整する振幅・位相調整回路と、前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の直流レベルを調整するオフセット調整回路とを備えたことを特徴とする送信機であるので、送信変調信号の品質劣化の原因となるイメージ信号及び局部発振波漏洩を検出し、ベースバンド信号の位相及び直流レベルを補償することにより、前記イメージ信号及び局部発振波漏洩レベルを低減させ、高品質の送信変調信号を送出することができる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る送信機の構成を示す図である。図1において、1は、ベースバンド信号を90度位相が異なるベースバンド信号に分配するとともに、位相調整機能を有する位相調整機能付き90度位相分配器、2は局部発振波を90度位相が異なる発振波に分配する90度位相分配器、3a,3bはベースバンド信号と局部発振波とを混合し、高周波(RF)信号にアップコンバージョンするミクサ(アップコンバージョンミクサ)、4はミクサ3a,3bから出力される高周波信号を同相合成する同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は直交変調器5の後段に設けられ、同相合成された同相合成器4からの高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器、7は線形乗算器6から出力される信号レベルを検出するレベル検出器、8a,8bは位相調整機能付き90度位相分配器1とミクサ3a,3bの間に設けられ、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の振幅の調整を行う振幅調整回路、9a,9bは同じく位相調整機能付き90度位相分配器1とミクサ3a,3bの間に設けられ、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の直流レベルの調整を行うオフセット調整回路、10はベースバンド信号が入力されるベースバンド信号入力端子、11は局部発振器(図示せず)により発振される局部発振波が入力される局部発振波入力端子、12は送信機全体の出力として送信信号を出力する送信信号出力端子である。
図1は、この発明の実施の形態1に係る送信機の構成を示す図である。図1において、1は、ベースバンド信号を90度位相が異なるベースバンド信号に分配するとともに、位相調整機能を有する位相調整機能付き90度位相分配器、2は局部発振波を90度位相が異なる発振波に分配する90度位相分配器、3a,3bはベースバンド信号と局部発振波とを混合し、高周波(RF)信号にアップコンバージョンするミクサ(アップコンバージョンミクサ)、4はミクサ3a,3bから出力される高周波信号を同相合成する同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は直交変調器5の後段に設けられ、同相合成された同相合成器4からの高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器、7は線形乗算器6から出力される信号レベルを検出するレベル検出器、8a,8bは位相調整機能付き90度位相分配器1とミクサ3a,3bの間に設けられ、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の振幅の調整を行う振幅調整回路、9a,9bは同じく位相調整機能付き90度位相分配器1とミクサ3a,3bの間に設けられ、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の直流レベルの調整を行うオフセット調整回路、10はベースバンド信号が入力されるベースバンド信号入力端子、11は局部発振器(図示せず)により発振される局部発振波が入力される局部発振波入力端子、12は送信機全体の出力として送信信号を出力する送信信号出力端子である。
以下、動作及び効果について示す。本実施の形態1における送信機は、ベースバンド信号入力端子10に入力されるベースバンド信号fIFと、局部発振波入力端子11から入力される局部発振波fLOとを直交変調器5にて混合し、高周波変調信号fRF(=fLO+fIFもしくはfLO−fIF)として、送信信号出力端子12から出力するものである。
この動作を、さらに詳細に説明する。ベースバンド信号入力端子10に入力されたベースバンド信号fIFは、位相調整機能付き90度位相分配器1により、90度位相の異なる2つのベースバンド信号fIFI、fIFQに分配される。一方、局部発振波入力端子11から入力された局部発振波fLOは、90度位相分配器2により、90度位相の異なる局部発振波fLOI、fLOQに分配される。直交変調器5においては、位相調整機能付き90度位相分配器1により分配されたベースバンド信号のうちの一方のfIFIと、90度位相分配器2により分配された90度位相の異なる局部発振波のうちの一方のfLOIとが、ミクサ3aに入力され、混合される。同様に、位相調整機能付き90度位相分配器1により分配されたベースバンド信号のうちの他方のfIFQと、90度位相分配器2により分配された90度位相の異なる局部発振波のうちの他方のfLOQとが、ミクサ3bに入力され、混合される。ミクサ3a,3bにおける混合により、これらの信号は高周波変調信号fRFにアップコンバージョンされ、さらに同相合成器4にて同相合成される。ここで、直交変調器5は、ベースバンド信号及び局部発振波の位相関係によりfLO+fIF(もしくはfLO−fIF)が出力され、イメージ信号であるfLO−fIF(もしくはfLO+fIF)が抑圧されるイメージリジェクションミクサを形成するものである。
一般的に、イメージリジェクションミクサにおいては、イメージ信号は理想的には完全に抑圧されるが、ベースバンド信号または局部発振波における90度位相分配器で生じる振幅・位相誤差により抑圧が不完全となり、所望の高周波変調信号とともに出力されてしまい、送信変調信号の品質劣化の原因となる。また、互いに90度異なる位相のベースバンド信号fIFI、fIFQにおいて、直流成分が一致しない直流オフセットが生じることにより局部発振波漏洩を生じ、不要波である局部発振波が所望の高調波信号とともに出力されてしまい、イメージ信号と同様に送信変調信号の品質劣化の原因となる。
そこで、本実施の形態1における送信機は、これらの不要波を線形乗算器6において、低周波に周波数変換し、周波数変換された信号のレベルをレベル検出器7にて検出し、当該検出値に基づいて、不要波のレベルを低減するよう、振幅調整回路8a,8bにおいてベースバンド信号の振幅を変化させ、位相機能調整付き90度分配器1においてベースバンド信号の位相を変化させ、かつ、オフセット調整回路9a,9bにおいてベースバンド信号の直流レベルを変化させて、調整を行う。
以下にイメージ信号レベルの抑圧動作について示す。所望信号がfLO+fIF、イメージ信号がfLO−fIFの場合、線形乗算器6にはこれらの信号が入力される。線形乗算器6は、同相合成されたミクサからの高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する乗算機能を有しているので、当該乗算機能により、(fLO+fIF)+(fLO−fIF)=2fIFなる低周波信号が出力される。この低周波信号2fIFの信号レベルを、レベル検出器7にて検出する。検出された信号レベルは、振幅調整回路8a,8b、および、位相調整機能付き90度位相分配器1に入力され、低周波信号2fIFの検出された信号レベルが最小となるように、振幅調整回路8a,8bにて、2つのベースバンド信号fIFI,fIFQの振幅を変化させて調整するとともに、位相調整機能付き90度位相分配器1にて、2つのベースバンド信号fIFI,fIFQの分配位相を変化させて調整する。これにより、低周波信号2fIFの信号レベルが最小となり(もしくは、最小に近づき)、不要波であるイメージ信号を抑圧することができ、イメージ信号による送信変調信号の品質劣化を低減することができる。なお、所望信号がfLO−fIF、イメージ信号がfLO+fIFの場合にも、同様の動作により、同様の効果が得られる。
以下に局部発振波漏洩の抑圧動作について示す。所望信号がfLO+fIF、漏洩する局部発振波がfLOの場合、線形乗算器6にはこれらの信号が入力され、上記乗算機能により(fLO+fIF)−fLO=fIFなる低周波信号が出力される。この低周波信号fIFのレベルを、レベル検出器7にて検出し、検出された信号レベルは、オフセット調整回路9a及び/または9bに入力され、レベル検出器7にて検出されたfIFの信号レベルが最小となるよう、オフセット調整回路9a及び/または9bにおいて、2つのベースバンド信号fIFI,fIFQの直流レベルを変化させて調整する。これにより、低周波信号fIFの信号レベルが最小となるので(もしくは、最小に近い値となるので)、局部発振波を抑圧することができ、局部発振波による送信変調信号の品質劣化を低減することができる。なお、所望信号がfLO−fIFの場合にも同様の動作により、同様の効果が得られる。
以上のように、本実施の形態1に係る送信機は、べースバンド信号が入力され、当該ベースバンド信号を位相が90度異なる2つのベースバンド信号に分配する位相調整機能付き90度位相分配器1と、局部発振波が入力され、当該局部発振波を位相が90度異なる2つの局部発振信号に分配する90度位相分配器2と、それらの2つの局部発振信号とベースバンド信号とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成するミクサ3a,3bと、ミクサ3a,3bから出力される高周波信号を同相合成する同相合成器4と、同相合成器4により同相合成された高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器6と、線形乗算器6から出力される信号の信号レベルを検出するレベル検出器7とを備え、レベル検出器7により検出された信号レベルに応じて、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の振幅を振幅調整回路8a,8bで調整し、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の位相を位相調整機能付き90度位相分配器1で調整し、ミクサ3a,3bに入力されるベースバンド信号の直流レベルをオフセット調整回路9a,9bで調整するようにしたので、送信変調信号の品質劣化の原因となるイメージ信号及び局部発振波漏洩を検出し、ベースバンド信号の位相・振幅及び直流レベルを補償することにより、イメージ信号及び局部発振波漏洩レベルを低減させ、高品質の送信変調信号を送出することができるという効果を奏する。
なお、本実施の形態におけるイメージ信号及び局部発振波漏洩の抑圧については、あらかじめ、送信信号出力端子12におけるイメージ信号及び局部発振波のレベル、および、レベル検出器7における2fIF及びfIFの信号レベルをそれぞれモニタし、イメージ信号及び局部発振波のレベルが最小となるように位相及び直流オフセット量を固定値に設定、もしくは、レベル検出器7に信号比較機能を持たせることにより、イメージ信号及び局部発振波のレベルがある一定値以下になるように、直交変調器5、線形乗算器6、レベル検出器7、位相調整機能付き90度分配器1、及び、オフセット調整回路9a,9bにより帰還ループを形成することで、送信機運用中に、温度や経年劣化等の外部要因に対して変動するイメージ信号及び局部発振波のレベルに対して、自動的に補正することが可能である。
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2に係る送信機の構成を示す図である。図2において、1bは、ベースバンド信号を90度位相の異なる2つのベースバンド信号に分配する90度位相分配器、1cは、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、イメージ信号抑圧に対するベースバンド信号の位相調整を行う位相調整回路、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、8a,8bは振幅調整回路、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。なお、位相調整回路1cは、90度位相分配器1bと振幅調整回路8aとの間に設けられており、90度位相分配器1bにより分配されたベースバンド信号のうちの一方のベースバンド信号の位相の調整を行うものである。
図2は、この発明の実施の形態2に係る送信機の構成を示す図である。図2において、1bは、ベースバンド信号を90度位相の異なる2つのベースバンド信号に分配する90度位相分配器、1cは、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、イメージ信号抑圧に対するベースバンド信号の位相調整を行う位相調整回路、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、8a,8bは振幅調整回路、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。なお、位相調整回路1cは、90度位相分配器1bと振幅調整回路8aとの間に設けられており、90度位相分配器1bにより分配されたベースバンド信号のうちの一方のベースバンド信号の位相の調整を行うものである。
本発明の実施の形態2における送信機は、実施の形態1における位相調整機能付き90度位相分配器1を、90度位相分配器1b及び位相調整回路1cに分離したものである。実施の形態2における90度位相分配器1bは、ベースバンド信号入力端子10に入力されたベースバンド信号fIFを、90度位相の異なる2つのベースバンド信号fIFI、fIFQに分配するものであり、実施の形態1とはちがって位相調整機能は備えていないため、イメージ信号抑圧に対するベースバンド信号の位相調整は位相調整回路1cで行う。他の構成および動作については、実施の形態1と同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
以上のように、実施の形態2は、実施の形態1における位相調整機能付き90度位相分配器1を、90度位相分配器1b及び位相調整回路1cに分離したものであって、基本的には同等の構成であるため、上記の実施の形態1における送信機と同様の効果が得られることは言うまでもない。
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3に係る送信機の構成を示す図である。図3において、1bは90度位相分配器、2bは、局部発振波を90度位相が異なる発振波に分配するとともに位相調整機能を有する位相調整機能付き90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、13a,13bは、局部発振波の振幅の調整を行う局部発振波用振幅調整回路、5は、位相調整機能付き90度位相分配器2b、ミクサ3a,3b、局部発振波用振幅調整回路13a,13b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。
図3は、この発明の実施の形態3に係る送信機の構成を示す図である。図3において、1bは90度位相分配器、2bは、局部発振波を90度位相が異なる発振波に分配するとともに位相調整機能を有する位相調整機能付き90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、13a,13bは、局部発振波の振幅の調整を行う局部発振波用振幅調整回路、5は、位相調整機能付き90度位相分配器2b、ミクサ3a,3b、局部発振波用振幅調整回路13a,13b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。
なお、局部発振波用振幅調整回路13aは、位相調整機能付き90度位相分配器2bとミクサ3aとの間に設けられており、ミクサ3aに入力される局部発振波の振幅の調整を行うものである。同様に、局部発振波用振幅調整回路13bは、位相調整機能付き90度位相分配器2bとミクサ3bとの間に設けられており、ミクサ3bに入力される局部発振波の振幅の調整を行うものである。
本発明の実施の形態3における送信機は、以上のように構成され、実施の形態1の送信機におけるイメージ信号抑圧に対する振幅・位相調整を局部発振波に対して行う。従って、本実施の形態においては、実施の形態1で示したベースバンド信号の振幅を調整するための振幅調整回路8a,8bは設けられていない。他の構成および動作は実施の形態1,2と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは説明を省略する。
動作について説明する。ベースバンド信号入力端子10に入力されるベースバンド信号fIFは、90度位相分配器1bにより、90度位相の異なる2つのベースバンド信号fIFI、fIFQに分配される。一方、局部発振波入力端子11から入力された局部発振波fLOは、位相調整機能付き90度位相分配器2bにより、90度位相の異なる局部発振波fLOI、fLOQに分配される。直交変調器5においては、90度位相分配器1bにより分配されたベースバンド信号fIFI、fIFQと、位相調整機能付き90度位相分配器2bにより分配された90度位相の異なる局部発振波fLOI、fLOQとが、それぞれ、ミクサ3a,3bに入力され、これらがそれぞれミクサ3a,3bにおいて混合されて、高周波変調信号fRFにアップコンバージョンされ、同相合成器4にて同相合成される。
以下に、本実施の形態におけるイメージ信号レベルの抑圧動作について示す。所望信号がfLO+fIF、イメージ信号がfLO−fIFの場合、線形乗算器6にはこれらの信号が入力される。線形乗算器6は、同相合成されたミクサからの高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する乗算機能を有しているので、当該乗算機能により、(fLO+fIF)+(fLO−fIF)=2fIFなる低周波信号を出力する。この低周波信号2fIFの信号レベルを、レベル検出器7にて検出する。検出された信号レベルは、振幅調整回路13a、13bと位相調整機能付き90度位相分配器2bとに入力されて、レベル検出器7にて検出された低周波信号2fIFの信号レベルが最小となるよう、振幅調整回路13a、13bにて、2つの局部発振波fLOI、fLOQの振幅を変化させて調整するとともに、位相調整機能付き90度位相分配器2bにて、2つの局部発振波fLOI、fLOQの分配位相を変化させて調整する。これにより、低周波信号2fIFの信号レベルが最小となり(もしくは、最小に近づき)、不要波であるイメージ信号を抑圧することができ、イメージ信号による送信変調信号の品質劣化を低減することができる。なお、所望信号がfLO−fIF、イメージ信号がfLO+fIFの場合にも、同様の動作により、同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態における局部発振波漏洩の抑圧動作は、上記の実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
以上のように、本発明の実施の形態3における送信機は、実施の形態1の送信機におけるイメージ信号抑圧に対する振幅・位相調整を局部発振波に対して行うもので、実施の形態1における送信機と同様の効果が得られる。
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4に係る送信機の構成を示す図である。図4において、1bは90度位相分配器、2は90度位相分配器、2cは、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、局部発振波の位相を調整する位相調整回路、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、13a,13bは局部発振波用振幅調整回路、5は、90度位相分配器2、位相調整回路2c、ミクサ3a,3b、局部発振波用振幅調整回路13a,13b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。
図4は、この発明の実施の形態4に係る送信機の構成を示す図である。図4において、1bは90度位相分配器、2は90度位相分配器、2cは、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、局部発振波の位相を調整する位相調整回路、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、13a,13bは局部発振波用振幅調整回路、5は、90度位相分配器2、位相調整回路2c、ミクサ3a,3b、局部発振波用振幅調整回路13a,13b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。
本発明の実施の形態4における送信機は、実施の形態3の送信機における位相調整機能付き90度位相分配器2bを、90度位相分配器2及び局部発振波用位相調整回路2cに分離した構成である。すなわち、実施の形態4における90度位相分配器2には、位相調整機能が設けられていない。そのため、実施の形態4においては、当該構成において、90度位相分配器2により、局部発振波入力端子11から入力された局部発振波fLOを、90度位相の異なる局部発振波fLOI、fLOQに分配し、局部発振波の位相調整によりイメージ信号抑圧行う際には、レベル検出器7により検出された信号レベルが局部発振波用位相調整回路2cに入力され、局部発振波用位相調整回路2cにより、局部発振波fLOIの位相の調整を行う。他の構成および動作については、実施の形態1または実施の形態3と同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
以上のように、本発明の実施の形態4における送信機は、実施の形態3の送信機において90度位相器と調整機能を分離したもので、実施の形態3における送信機と同様の効果が得られる。
実施の形態5.
図5は、この発明の実施の形態5に係る送信機の構成を示す図である。図5において、1は位相調整機能付き90度位相分配器、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、7はレベル検出器、8a,8bは振幅調整回路、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子、14は不要波変換用ミクサである。
図5は、この発明の実施の形態5に係る送信機の構成を示す図である。図5において、1は位相調整機能付き90度位相分配器、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、7はレベル検出器、8a,8bは振幅調整回路、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子、14は不要波変換用ミクサである。
本実施の形態5における送信機は、実施の形態1の送信機における線形乗算器6の代わりに、不要波変換用ミクサ14を用いたものである。他の構成については、実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
動作について説明する。基本的な動作は実施の形態1と同じであるため、以下では、イメージ信号レベルの抑圧動作および局部発振波漏洩の抑圧動作について説明する。
まず、イメージ信号レベルの抑圧動作について示す。不要波変換用ミクサ14は2つの入力端子(以下、第1および第2の入力端子とする)を有しており、所望信号がfLO+fIF、イメージ信号がfLO−fIFの場合、それぞれ、不要波変換用ミクサ14の第1および第2の入力端子に入力される。不要波変換用ミクサ14は、第1および第2の入力端子に入力されたこれらの2つの信号の周波数成分を乗算する乗算機能を有しているので、当該乗算機能により、(fLO+fIF)+(fLO−fIF)=2fIFなる低周波信号を出力する。この低周波信号2fIFの信号レベルを、レベル検出器7にて検出し、当該信号レベルに基づいて、低周波信号2fIFの検出された信号レベルが最小となるよう、振幅調整回路8a、8bにて、2つのベースバンド信号fIFI、fIFQの振幅を変化させて調整するとともに、位相調整機能付き90度位相分配器1にて、2つのベースバンド信号fIFI、fIFQの分配位相を変化させて調整する。これにより、不要波であるイメージ信号を抑圧することができ、イメージ信号による送信変調信号の品質劣化を低減することができる。なお、所望信号がfLO−fIF、イメージ信号がfLO+fIFの場合にも、同様の動作により、同様の効果が得られる。
次に、局部発振波漏洩の抑圧動作について示す。所望信号がfLO+fIF、漏洩する局部発振波がfLOの場合、不要波変換用ミクサ14の第1および第2の入力端子には、それぞれ、これらの信号が入力され、不要波変換用ミクサ14の乗算機能により、(fLO+fIF)−fLO=fIFなる低周波信号が出力される。この低周波信号の信号レベルを、レベル検出器7にて検出し、当該信号レベルに基づいて、検出された低周波信号fIFの信号レベルが最小となるよう、オフセット調整回路9a及び/または9bにおいて、2つのベースバンド信号fIFI、fIFQの直流レベルを変化させる。これにより、局部発振波を抑圧することができ、これによる送信変調信号の品質劣化を低減することができる。なお、所望信号がfLO−fIFの場合にも同様の動作により、同様の効果が得られる。
以上のように、本実施の形態5における送信機は、実施の形態1の送信機における線形乗算器6の代わりに不要波変換用ミクサ14を用いたもので、実施の形態1と同等の動作にて同等の効果が得られるものである。
なお、上記の説明においては、不要波変換用ミクサ14を用いる構成を実施の形態1の構成に適用された例について説明したが、その場合に限らず、実施の形態2、3、4に示す位相調整機能の分離や局部発振波への適用も可能であり、同様の効果が得られるものであることは言うまでもない。
実施の形態6.
図6は、この発明の実施の形態6に係る送信機の構成を示す図である。図6において、1は位相調整機能付き90度位相分配器、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、8a,8bは振幅調整回路、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子、15a,15bはフィルタである。図6に示すように、フィルタ15aは線形乗算器6の前段に、フィルタ15bは線形乗算器6の後段に設けられている。
図6は、この発明の実施の形態6に係る送信機の構成を示す図である。図6において、1は位相調整機能付き90度位相分配器、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b及び同相合成器4から成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、8a,8bは振幅調整回路、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子、15a,15bはフィルタである。図6に示すように、フィルタ15aは線形乗算器6の前段に、フィルタ15bは線形乗算器6の後段に設けられている。
本実施の形態6における送信機は、実施の形態1における送信機に、フィルタ15a,15bを付加したものであり、これらのフィルタ15a,15bは、送信変調波信号に含まれる高調波や線形乗算器6で発生する検出対象外の信号を除去するためのものである。従って、本実施の形態6においては、これらのフィルタ15a,15bにより、送信変調波信号に含まれる高調波や線形乗算器6で発生する検出対象外の信号を除去する。
他の構成および動作については、実施の形態1と同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
以上のように、本実施の形態6における送信機は、実施の形態1における送信機に、送信変調波信号に含まれる高調波や乗算器で発生する検出対象外の信号を除去するためのフィルタ15a、15bを付加したものであり、実施の形態1における送信機と同様の効果が得られるともに、さらに、これらのフィルタ15a,15bを設けたことで、レベル検出器7における検出精度が向上するという効果が得られる。
なお、ここでは実施の形態1への適用を示したが、実施の形態2〜5に適用した場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
実施の形態7.
図7は、この発明の実施の形態7に係る送信機の構成を示す図である。図7において、1bは90度位相分配器、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、16は高周波信号用位相調整回路、17a,17bは高周波信号用振幅調整回路、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b、同相合成器4、高周波信号用位相調整回路16、高周波信号用振幅調整回路17a,17bから成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。
図7は、この発明の実施の形態7に係る送信機の構成を示す図である。図7において、1bは90度位相分配器、2は90度位相分配器、3a,3bはミクサ、4は同相合成器、16は高周波信号用位相調整回路、17a,17bは高周波信号用振幅調整回路、5は、90度位相分配器2、ミクサ3a,3b、同相合成器4、高周波信号用位相調整回路16、高周波信号用振幅調整回路17a,17bから成る直交変調器、6は線形乗算器、7はレベル検出器、9a,9bはオフセット調整回路、10はベースバンド信号入力端子、11は局部発振波入力端子、12は送信信号出力端子である。
なお、高周波信号用位相調整回路16は、ミクサ3aと同相合成器4との間に設けられており、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、ミクサ3aから出力される高周波信号の位相の調整を行うものである。また、高周波信号用振幅調整回路17aは、ミクサ3aと同相合成器4との間に設けられ、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、ミクサ3aから出力される高周波信号の振幅の調整を行うものである。同様に、高周波信号用振幅調整回路17bは、ミクサ3bと同相合成器4との間に設けられ、レベル検出器7により検出される信号レベルに基づいて、ミクサ3bから出力される高周波信号の振幅の調整を行うものである。
本発明の実施の形態7における送信機は、実施の形態1の送信機におけるイメージ信号抑圧に対する振幅・位相調整を、ミクサ3a,3bから出力される高周波信号に対して行うものである。従って、本実施の形態においては、実施の形態1で示した振幅調整回路8a,8bは設けられておらず、かつ、位相分配器1bに位相調整機能が設けられていない構成となっている。なお、他の構成については、実施の形態1と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは説明を省略する。
次に、動作について説明する。基本的な動作は実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
以下に、イメージ信号レベルの抑圧動作について示す。所望信号がfLO+fIF、イメージ信号がfLO−fIFの場合、線形乗算器6にはこれらの信号が入力される。線形乗算器6は、同相合成されたミクサからの高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する乗算機能を有しているので、当該乗算機能により、(fLO+fIF)+(fLO−fIF)=2fIFなる低周波信号が出力される。この低周波信号2fIFの信号レベルを、レベル検出器7にて検出し、低周波信号2fIFの検出された信号レベルが最小となるよう、高周波信号用振幅調整回路17a,17bにて、ミクサ3a,3bから出力される2つの高周波信号fRF、の振幅を変化させるとともに、高周波信号用位相調整回路16にて、ミクサ3aから出力される高周波信号fRFの分配位相を変化させる。これにより、不要波であるイメージ信号を抑圧することができ、イメージ信号による送信変調信号の品質劣化を低減することができる。なお、所望信号がfLO−fIF、イメージ信号がfLO+fIFの場合にも、同様の動作により、同様の効果が得られる。
なお、局部発振波漏洩の抑圧動作については、実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
以上のように、本発明の実施の形態7における送信機は、実施の形態1の送信機におけるイメージ信号抑圧に対する振幅・位相調整を高周波信号に対して行うもので、実施の形態1における送信機と同様の効果が得られる。
なお、上記の説明においては、本実施の形態を実施の形態1の構成に適用させた例について説明したが、その場合に限らず、実施の形態5、6に適用した場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
実施の形態8.
本実施の形態においては、実施の形態1〜7に示す送信機において、先に局部発振波漏洩の抑圧に対する直流オフセット調整を行った後に、イメージ信号抑圧に対するベースバンドまたは局部発振波の位相を調整する。これにより、イメージ信号検出時において局部発振波レベルが低減されているため、イメージ信号検出が容易となる効果が得られる。
本実施の形態においては、実施の形態1〜7に示す送信機において、先に局部発振波漏洩の抑圧に対する直流オフセット調整を行った後に、イメージ信号抑圧に対するベースバンドまたは局部発振波の位相を調整する。これにより、イメージ信号検出時において局部発振波レベルが低減されているため、イメージ信号検出が容易となる効果が得られる。
1 位相調整機能付き90度位相分配器、1b 90度位相分配器、1c 位相調整回路、2 90度位相分配器、2b 位相調整機能付き90度位相分配器、2c 局部発振波用位相調整回路、3a,3b ミクサ、4 同相合成器、5 直交変調器、6 線形乗算器、7 レベル検出器、8a,8b 振幅調整回路、9a,9b オフセット調整回路、10 ベースバンド信号入力端子、11 局部発振波入力端子、12 送信信号出力端子、13a,13b 局部発振波用振幅調整回路、14 不要波変換用ミクサ、15a,15b フィルタ、16 高周波信号用位相調整回路、17a,17b 高周波信号用振幅調整回路、101 第1の直接ディジタル周波数シンセサイザ、102 第1のD/Aコンバータ、103 第1のローパスフィルタ、104 第1の90度位相分配器、105 第1のベースバンド信号生成回路、110,210 周波数設定データ入力端子、111,211 基準クロック入力端子、112 局部発振器、201 第2の直接ディジタル周波数シンセサイザ、202 第2のD/Aコンバータ、203 第2のローパスフィルタ、204 第2の90度位相分配器、205 第2のベースバンド信号生成回路、106 第3の90度位相分配器、107a 第1のミクサ、107b 第2のミクサ、108 第1の同相合成器、109 第1の直交変調器、206 第4の90度位相分配器、207a 第3のミクサ、207b 第4のミクサ、208 第2の同相合成器、209 第2の直交変調器、212 送信信号出力端子。
Claims (5)
- べースバンド信号が入力され、当該ベースバンド信号を位相が90度異なる2つのベースバンド信号に分配する第1の位相分配器と、
局部発振波が入力され、当該局部発振波を位相が90度異なる2つの局部発振信号に分配する第2の90度位相分配器と、
分配された前記局部発振信号の一方と前記ベースバンド信号の一方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第1のミクサと、
分配された前記局部発振信号の他方と前記ベースバンド信号の他方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第2のミクサと、
前記第1及び第2のミクサからそれぞれ出力される2つの前記高周波信号を同相合成する同相合成器と、
前記同相合成器により同相合成された前記高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器と、
前記線形乗算器から出力される信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の振幅および位相を調整する振幅・位相調整回路と、
前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の直流レベルを調整するオフセット調整回路と
を備えたことを特徴とする送信機。 - べースバンド信号が入力され、当該ベースバンド信号を位相が90度異なる2つのベースバンド信号に分配する第1の位相分配器と、
局部発振波が入力され、当該局部発振波を位相が90度異なる2つの局部発振信号に分配する第2の90度位相分配器と、
分配された前記局部発振信号の一方と前記ベースバンド信号の一方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第1のミクサと、
分配された前記局部発振信号の他方と前記ベースバンド信号の他方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第2のミクサと、
前記第1及び第2のミクサからそれぞれ出力される2つの前記高周波信号を同相合成する同相合成器と、
前記同相合成器により同相合成された前記高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器と、
前記線形乗算器から出力される信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記局部発振信号の振幅および位相を調整する振幅・位相調整回路と、
前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の直流レベルを調整するオフセット調整回路と
を備えたことを特徴とする送信機。 - べースバンド信号が入力され、当該ベースバンド信号を位相が90度異なる2つのベースバンド信号に分配する第1の位相分配器と、
局部発振波が入力され、当該局部発振波を位相が90度異なる2つの局部発振信号に分配する第2の90度位相分配器と、
分配された前記局部発振信号の一方と前記ベースバンド信号の一方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第1のミクサと、
分配された前記局部発振信号の他方と前記ベースバンド信号の他方とが入力されて、それらを混合させて高周波信号を生成する第2のミクサと、
前記第1及び第2のミクサからそれぞれ出力される2つの前記高周波信号を同相合成する同相合成器と、
前記同相合成器により同相合成された前記高周波信号を分岐し、分岐された信号の周波数成分を乗算する線形乗算器と、
前記線形乗算器から出力される信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサから出力され、前記同相合成器に入力される、前記高周波信号の振幅および位相を調整する振幅・位相調整回路と、
前記レベル検出器により検出された前記信号レベルに応じて、前記第1及び第2のミクサに入力される前記ベースバンド信号の直流レベルを調整するオフセット調整回路と
を備えたことを特徴とする送信機。 - 前記線形乗算器を第3のミクサで構成し、
前記第3のミクサは、第1の入力端子と第2の入力端子を備えており、
前記第1のミクサ及び前記第2のミクサから出力され、前記同相合成器で同相合成された高周波信号を分岐して、第3のミクサの第1の入力端子と第2の入力端子にそれぞれ入力し、前記第3のミクサにより混合した信号を、前記レベル検出器へ出力する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の送信機。 - 前記局部発振波の漏洩レベルを検出し、前記オフセット調整回路により、前記局部発振波の漏洩レベルを低減するよう、前記第1及び第2のミクサへ入力されるベースバンド信号の直流レベルを調整した後、前記第1及び第2のミクサで発生する不要イメージ信号レベルを検出し、前記位相調整回路にてベースバンド信号の位相を調整する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項記載の送信機。
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