JP4699336B2 - 無線受信装置、および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器に関するものであり、特に、マイクロ波およびミリ波の周波数帯において放送波を無線通信するものに関する。

近年、情報通信の大容量化に伴い、様々なブロードバンドの無線通信システムが提案されてきている。その中で、放送や通信の分野で、特にミリ波の無線通信が利用されている。ミリ波はビームを鋭く絞ることができるので、軌道上に並んだ衛星間や地上での混信を防ぐことができる一方で、特定の地域に対しては、まんべんなく電波を送ることができる。なお、ここで示すミリ波帯とは、マイクロ波帯も含む周波数帯域を示す。

従来のミリ波帯の無線通信システムとして、例えば、特許文献１では、無線送信機および無線受信機を備えたものが開示されている。そこで、図９を参照しながら、上記従来の無線送信機および無線受信機の構成および動作について説明する。

図９は、従来の送信機１０００および受信機１５００の構成を示す模式図である。

送信機１０００は、入力部１１００、第１のアップコンバート部１２００、第２のアップコンバート部１３００、および送信アンテナ１４００により構成されている。

第１のアップコンバート部１２００は、入力される変調波信号を中間周波数に周波数変換する部分であり、周波数ミキサ１２０１、フィルタ１２０２、電力合成器１２０３、増幅器１２０４、電力分配器１２０５、基準信号源１２０６、および減衰器１２０７を備えている。

第１のアップコンバート部１２００には、第１のＩＦ信号ＩＦ１が入力される。この信号ＩＦ１は、例えば、直交マルチキャリア変調方式（ＯＦＤＭ変調方式）で変調された変調波信号である。

周波数ミキサ１２０１は、入力された信号ＩＦ１と、基準信号源１２０６から出力される第１のＬＯ信号（ｆＬＯ１）とを乗積する。

次いで、周波数ミキサ１２０１の直後に設けられたフィルタ１２０２は、第１のアップコンバート部１２００から出力される信号の成分のみを主に取り出す。ここで、フィルタ１２０２は、周波数ミキサ１２０１の出力信号のうち上側波帯の信号（ｆＲＦ１）を通過選択させているとする。

一方、電力分配器１２０５が、基準信号源１２０６が出力した信号（ｆＬＯ１）の一部を分配している。減衰器１２０７は、分配された信号のレベルを調整する。減衰器１２０７から出力された信号（ｆＬＯ１）は、電力合成器１２０３で、信号（ｆＲＦ１）と合流する。

また、本発明の参考となる半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、外部と電気的に接続可能な外部電極が形成された基材と、導電性ペーストからなる表面電極が形成された半導体素子とを備え、上記基材に上記半導体素子が実装されてなる半導体装置の製造方法であって、上記基材の外部電極と上記半導体素子の表面電極とを、ワイヤボンディングによって接続部材で電気的に接続することを特徴としている。

第２のアップコンバート部１３００は、入力される信号ＩＦ２をミリ波帯に周波数変換する部分であり、ミキサ１３０１、フィルタ１３０２、増幅器１３０３、および局部発振器１３０４を備えている。

第２のアップコンバート部１３００に、第１のアップコンバート部１２００から出力された信号ＩＦ２が入力されると、ミキサ１３０１は、信号（ｆＲＦ１）と信号（ｆＬＯ１）とを含む中間周波数多重波信号と、局部発振器１３０４から出力される第２のＬＯ信号（ｆＬＯ２）とを乗積し、ミリ波帯へのアップコンバートを行なう。

次いで、ミキサ１３０１の直後に設けられたフィルタ１３０２が、アップコンバートされた無線多重信号に対して、所望の周波数のみの無線多重信号を通過させる。これにより、無線変調信号成分（ｆＲＦ１＋ｆＬＯ２）と、無線基準信号成分（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２）とを含む無線多重波信号が生成される。この無線多重波信号が、増幅器１３０３により増幅され、増幅された無線多重波信号が送信アンテナ１４００に出力される。

そして、送信アンテナ１４００すなわち送信機１０００から、無線基準信号成分（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２）および無線変調信号成分（ｆＲＦ１＋ｆＬＯ２）から成る無線多重波信号２０００が送信される。

次に、送信機１０００から送信された信号を受信する受信機１５００について説明する。

受信機１５００は、受信アンテナ１６００、第１のダウンコンバート部１７００、および第２のダウンコンバート部１８００により構成されている。受信機１５００は、送信機１０００から送信された信号を受信し、受信した信号を元の変調波信号（ＩＦ１）にダウンコンバートする。

受信アンテナ１６００において、送信機１０００の送信アンテナ１４００から送られてきた、基準信号成分（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２）および無線変調信号成分（ｆＲＦ１＋ｆＬＯ２）から成る無線多重波信号２０００が受信される。

第１のダウンコンバート部１７００は、入力される無線多重波信号を中間周波数信号に周波数変換する部分であり、フィルタ１７０１、増幅器１７０２、ミキサ１７０３、増幅器１７０４、および局部発振器１７０５を備えている。

フィルタ１７０１が必要な信号を通過させる。そして、通過した信号を増幅器１７０２が増幅する。次いで、ミキサ１７０３は、局部発振器１７０５からの信号（ｆＬＯ２）で、第１の周波数変換を行う。すなわち、基準信号成分（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２）と無線変調信号成分（ｆＲＦ１＋ｆＬＯ２）とは、中間周波数多重波信号である第２のＩＦ信号ＩＦ２（すなわちｆＬＯ１、ｆＲＦ１）にダウンコンバートされる。

これにより、第２のＩＦ信号ＩＦ２（ｆＬＯ１、ｆＲＦ１）が生成される。この第２のＩＦ信号が、増幅器１７０４により増幅され、増幅された信号ＩＦ２が第２のダウンコンバート部１８００に出力される。

第２のダウンコンバート部１８００は、入力される第２のＩＦ信号ＩＦ２を第１のＩＦ信号ＩＦ１に周波数変換する部分であり、分配器１８０１、フィルタ１８０２、フィルタ１８０３、ミキサ１８０４、増幅器１８０５、および出力部１８０６を備えている。

第２のダウンコンバート部１８００に、第２のＩＦ信号ＩＦ２が入力されると、該信号は分配器１８０１で分配される。分配された一方の信号は、信号（ｆＲＦ１）のみが通過できるフィルタ１８０２を介し、ミキサ１８０４に入力される。また、他方の信号は、信号（ｆＬＯ１）のみが通過できるフィルタ１８０３を介し、増幅器１８０５によって増幅された後、ミキサ１８０４に入力される。

ミキサ１８０４は、信号（ｆＲＦ１）と信号（ｆＬＯ１）とを乗積する。これにより、信号（ｆＲＦ１）がダウンコンバートされる。すなわち、第１のＩＦ信号ＩＦ１に復調される。

以上により、受信機１５００では、第１のＩＦ信号ＩＦ１が復調される。第１のＩＦ信号ＩＦ１は、送信機１０００における、元の第１のＩＦ信号ＩＦ１である。
特開２００３−２５８６５５号公報（平成１５年９月１２日公開）

しかしながら、上記従来の送信機１０００および受信機１５００は、以下のような問題点を有している。

第１に、送信機１０００では、入力される変調波信号が複数ある場合でも、第１のアップコンバート部１２００において、複数の変調波信号をそのまま一度に周波数変換してしまう。このため、上記変調波信号がオクターブバンドにおよぶ場合に問題がある。

詳細には、例えば、放送波信号（ｆＩＦ１）は、それぞれが映像・音声などで構成される複数チャンネルの信号(ｆＩＦ１中の信号成分をｆ１、ｆ２・・とする)によって構成されている。複数の放送波信号（例えば、ｆＩＦ１ａ、ｆＩＦ１ｂ・・）では、各信号のそれぞれの帯域幅は、数１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのオクターブバンドにおよぶ広帯域となっている。

このため、第１のアップコンバート部１２００において、放送波信号（ｆＩＦ１）をそのまま一度に周波数をアップコンバートすると、アップコンバートに伴って、周波数ミキサ１２０１の出力信号に２次歪み特性が生じてしまう。２次歪み特性は、例えば、２ｘｆ１や２×ｆ２の二次高調波成分、および、ｆ１−ｆ２やｆ１＋ｆ２の歪成分などである。

それゆえ、送信機１０００、さらには無線通信システムにおいて、広帯域幅を有する信号が複数入力される場合であっても、良好な周波数変換を行い、良好な伝送特性を確保することが困難であるという問題点を有している。

第２に、受信機１５００では、第２のダウンコンバート部１８００において、分配器１８０１で分配された信号は、一方の信号が、信号（ｆＲＦ１）のみが通過できるフィルタ１８０２を介し、ミキサ１８０４に入力されるのと同時に、他方の信号が、信号（ｆＬＯ１）のみが通過できるフィルタ１８０３を介し、増幅器１８０５によって増幅された後、ミキサ１８０４に入力されている。

上記の構成では、信号（ｆＲＦ１）と信号（ｆＬＯ１）との周波数が近接している場合、信号（ｆＲＦ１）のみを通過できるようなフィルタを実現することは困難である。さらには、信号（ｆＬＯ１）のみを通過できるようなフィルタも実現することは困難である。それゆえ、受信機１５００、さらには無線通信システムにおいて、信号品質や帯域を確保した周波数変換は困難であるという問題点を有している。

第３に、受信機１５００では、元の変調波信号へ周波数ダウンコンバートする信号が複数在る場合、複数のミキサが必要となり、複数の局部発振器が必要となる。このとき、各ミキサに入力させる局部発振信号として、一つの基準信号を共用して用いると、各ミキサの局部発振端子間が互いに接続されてしまい、各ミキサからの信号の漏れが他のミキサへ流入してしまう。このため、良好な周波数変換は困難であるという問題点を有している。

また、上記各ミキサからの信号の漏れを防止するためには、互いの局部発振端子間を分離するために、複数の増幅器またはアイソレータが必要となる。それゆえ、部品点数の増加、基板サイズの大型化、さらには消費電力が増加してしまうという問題が生じている。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、入力された信号を出力する方式に適した信号に、良好に周波数変換することができる無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器を提供することにある。

本発明の参考となる無線送信装置は、上記課題を解決するために、複数系列の入力信号を、基準信号を用いてアップコンバートする第１アップコンバート手段と、上記第１アップコンバート手段から出力された信号と上記基準信号とを電力合成して多重信号を生成する多重信号生成手段と、上記多重信号生成手段から出力された多重信号を、局部発信信号を用いて略マイクロ波帯以上にアップコンバートする第２アップコンバート手段とを備え、上記第２アップコンバート手段から出力された無線多重信号を送信する無線送信装置であって、上記第１アップコンバート手段は、上記複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号をアップコンバートする前に、当該複数系列の入力信号の信号レベルを調整する入力信号レベル調整手段を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、受信環境に応じた様々な信号レベルを有する信号で構成される複数系列の信号が入力される場合であっても、複数系列の信号毎に上記入力信号レベル調整手段を備えることにより、各信号の信号レベルをそれぞれ調整し、信号レベル比を最適な比率に調整することが可能となる。

これにより、多重信号生成手段では、最適に調整された多重信号を生成することが可能となる。それゆえ、第２アップコンバート手段では、最適に調整された多重信号を略マイクロ波帯以上にアップコンバートすることが可能となるので、入力された信号を略マイクロ波帯以上で送信する無線信号として適した無線多重信号に、良好に周波数変換することが可能となる。

また、本発明の参考となる無線送信装置は、上記第１アップコンバート手段は、上記複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号毎に上記基準信号を用いてアップコンバートする第３アップコンバート手段を備え、上記多重信号生成手段は、上記第３アップコンバート手段から出力された各信号と上記基準信号とを電力合成して、上記多重信号を生成することが好ましい。

上記の構成によれば、複数系列の入力信号毎に上記第３アップコンバート手段を備えることにより、各信号の周波数の帯域幅に応じて、各信号が個別にアップコンバートされる。これにより、複数系列の入力信号をまとめてアップコンバートする際に出力信号に生じる２次歪みなどを抑制して、アップコンバートすることが可能となる。

それゆえ、歪みが低減された各信号と基準信号とにより生成された多重信号が、第２アップコンバート手段に出力される。よって、より最適に調整された多重信号を略マイクロ波帯以上にアップコンバートすることが可能となるので、入力された信号を略マイクロ波帯以上で送信する無線信号として適した無線多重信号に、より良好に周波数変換することが可能となる。

本発明の無線受信装置は、上記課題を解決するために、受信した基準信号を含む無線多重信号を局部発振信号を用いて中間周波数にダウンコンバートする第１ダウンコンバート手段と、上記第１ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を上記基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第２ダウンコンバート手段とを備え、上記第２アップコンバート手段から出力された復調信号を出力する無線受信装置であって、上記第２ダウンコンバート手段は、上記第１ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を、復調する信号数に応じた複数の経路に分配する第１分配手段と、上記第１分配手段により分配された複数の経路のうちの１つである第１経路に、上記中間周波数多重信号から基準信号を含む第１中間周波数信号を抽出する第１抽出手段と、上記第１抽出手段から出力された信号を、第２経路と第３経路とに分配する第２分配手段と、上記第２経路に、上記基準信号を含む第１中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第３ダウンコンバート手段と、上記第３経路に、上記基準信号を含む第１中間周波数信号から当該基準信号のみを抽出する第２抽出手段と、上記第１分配手段により分配された第１経路以外の経路毎に設けられ、上記中間周波数多重信号から復調する信号となる第２中間周波数信号を抽出する第３抽出手段と、上記第３抽出手段から出力される第２中間周波数信号毎に設けられ、当該第３抽出手段から出力される第２中間周波数信号に、上記第２抽出手段から出力される基準信号を電力結合する電力結合手段と、上記電力結合手段から出力される基準信号を含む第２中間周波数信号毎に設けられ、当該電力結合手段から出力される基準信号を含む第２中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第４ダウンコンバート手段とを備え、上記第２抽出手段は、１つの増幅器と、上記第１抽出手段よりも周波数帯域の狭い１つの狭帯域フィルタとにより構成され、上記第１経路以外の経路毎に、上記第１分配手段と、上記第１経路と、上記第２分配手段と、上記第３経路と、上記電力結合手段と、上記第１経路以外の経路とにより線路ループが構成され、上記第１分配手段は、分配ポート間でアイソレーションを有し、上記電力結合手段は、結合ポート間でアイソレーションを有し、上記分配ポート間のアイソレーションと、上記結合ポート間のアイソレーションとの総和は、受信系統の中間周波数帯域内において、上記増幅器の利得の和よりも大きいことを特徴としている。

上記の構成によれば、上記第１抽出手段によって、基準信号を含んだ第１の中間周波数信号を抽出した後、上記第３ダウンコンバート手段によって、基準信号を含んだ第１の中間周波数信号は、直接ダウンコンバートされる。それゆえ、復調する第１の中間周波数信号の周波数と基準信号の周波数とが近接していても、復調する周波数にダウンコンバートすることが可能であり、良好に周波数変換された復調信号を生成することが可能となる。

また、上記第２抽出手段によって、基準信号のみが抽出される。これにより、抽出された基準信号は、上記第１抽出手段と上記第２抽出手段とを通過しているため、不要波成分の少ない純度の高い基準信号を抽出することが可能である。

一方、上記第３抽出手段を備えることにより、中間周波数多重信号から復調する信号となる第２中間周波数信号が抽出される。そして、電力結合手段によって、第３抽出手段から出力された第２の中間周波数信号に、基準信号が結合され、第４ダウンコンバート手段に出力されることにより、第２の中間周波数信号を復調する周波数にダウンコンバートして、良好に周波数変換された復調信号を生成することが可能となる。

これにより、受信した無線多重信号を、周波数に応じた各復調信号にそれぞれ周波数変換することが可能となるので、入力された信号を元の周波数に復調させ、無線受信装置が搭載される機器で用いられる復調信号に、より良好に周波数変換することが可能となる。

しかも、第２ダウンコンバート手段では、第１分配手段が、復調する信号数に応じた複数の経路に中間周波数多重信号を分配することによって、第１抽出手段が、中間周波数多重信号から復調する信号に応じた第１中間周波数信号を抽出し、かつ、第１分配手段により分配された第１経路以外の経路毎に設けられた第３抽出手段が、中間周波数多重信号から復調する信号となる第２中間周波数信号をそれぞれ抽出することにより、復調する信号は個別に分けられて、第３ダウンコンバート手段および第４ダウンコンバート手段によりそれぞれダウンコンバートされている。それゆえ、第３ダウンコンバート手段および第４ダウンコンバート手段の出力信号の２次歪みなどを低減することが可能となり、良好な伝送特性を確保することが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上述のように、上記第２抽出手段は、１つの増幅器と１つの狭帯域フィルタとにより構成される。

上記の構成によれば、小型で簡易な構成で、基準信号を抽出することが可能となる。また、第３経路は、第２分配手段を介して第３ダウンコンバート手段と、電力結合手段を介して第４ダウンコンバート手段とに接続されている。しかしながら、第２抽出手段が１つの増幅器と１つの狭帯域フィルタとにより構成されていることにより、第３経路に、一方向化と狭帯域化とを同時に実現することが可能となる。その結果、第３ダウンコンバート手段と第４ダウンコンバート手段との互いの入力信号の漏れを、小さくすることが可能となり、良好な周波数変換が可能となる。さらに、第２抽出手段は、１つの増幅器と１つの狭帯域フィルタとにより構成されるため、消費電力を小さくすることが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上述のように、上記第１分配手段は、分配ポート間でアイソレーションを有し、上記電力結合手段は、結合ポート間でアイソレーションを有する。

上記の構成によれば、上記各手段が分配ポート間および結合ポート間でそれぞれアイソレーションを有することにより、分配および結合によって形成される線路ループに、１個の増幅器が入ったとしても、当該増幅器の利得が、第１分配手段のアイソレーションと電力結合手段のアイソレーションとの総和よりも小さければ、上記線路ループは、負帰還ループとすることが可能となり、不要および寄生発振を防止することが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上記第１分配手段は、ウイルキンソン型電力分配器であり、上記電力結合手段は、ウイルキンソン型電力結合器であることが好ましい。

上記の構成によれば、第１分配手段および電力結合手段に、吸収抵抗によってアイソレーションを備えさせることができるため、より広帯域に、かつ、集中定数線路で上記線路ループを構成することが容易となり、小型に構成することが可能となる。

それゆえ、上記線路ループの線路長をより小さくすることができることから、当該線路ループが形成された際の潜在発振周波数領域をより高くすることが可能となる。そのため、上記増幅器と上記線路ループとで形成されるループ利得を小さくすることが可能となる。さらには、第１分配手段および電力結合手段が、広帯域に渡ってアイソレーション有するため、潜在ループ利得の領域を小さくすることが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上述のように、上記分配ポート間のアイソレーションと、上記結合ポート間のアイソレーションとの総和は、受信系統の中間周波数帯域内において、上記増幅器の利得の和よりも大きい。

上記の構成によれば、上記アイソレーションの総和が、動作周波数において、上記増幅器の総和よりも小さくなることが防止される。すなわち、上記線路ループ中に存在する利得が負となることにより正帰還となることが防止されるので、不要および寄生発振を抑圧した良好な特性を実現することが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上記第２ダウンコンバート手段は、上記第１分配手段の前段に、上記第１ダウンコンバート手段から出力された信号を増幅および調整する第１増幅手段を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、第１増幅手段を備えることにより、第１ダウンコンバート手段での周波数変換に伴う周波数変換利得を増強し、かつ、後段からの雑音の影響を抑圧することが可能となる。さらに、入出力インピーダンスの周波数不整合の影響を低減するのみならず、第１増幅手段から後段の周波数変換に伴う周波数変換損失の急激な増加を抑制し、感度特性に優れた特性を実現することが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上記第１増幅手段は、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路により構成される増幅器であることが好ましい。

無線受信装置では、無線伝送距離が小さいところでは、第２ダウンコンバート手段に備えられた第１増幅手段の出力信号が、過入力により歪みやすくなることがある。一方、伝送距離が大きくなると、伝送されてきた伝送信号が減衰し、急激に信号レベルが低下してしまうことがある。そこで、上記の構成によれば、第２ダウンコンバート手段では、信号レベルが調整された中間周波数多重信号を用いることになるため、伝送距離に対して伝送品質をより一定に保つことが可能になり、無線受信装置としてのダイナミックレンジを広くすることが可能となる。

また、本発明の無線受信装置は、上記第３ダウンコンバート手段および上記第４ダウンコンバート手段は、セルフバイアスで駆動されるマイクロ波トランジスタで構成される周波数ミキサであることが好ましい。

無線受信装置では、無線伝送距離が小さいところでは、第２ダウンコンバート手段に備えられた第３ダウンコンバート手段および第４ダウンコンバート手段の出力信号が、過入力により歪みやすくなることがある。一方、伝送距離が大きくなると、伝送されてきた伝送信号が減衰し、急激に信号レベルが低下してしまうことがある。

そこで、上記の構成によれば、例えば、ベース注入ミキサで第３ダウンコンバート手段および第４ダウンコンバート手段を構成することによって、伝送されてきたより小さな基準信号でも、周波数ミキサの局部発振信号として駆動することが可能となる。それゆえ、通常のダイオードミキサに比較して、より線形性の高い第３ダウンコンバート手段および第４ダウンコンバート手段を構成することが可能となる。

また、セルフバイアス回路とすることにより、周波数ミキサ（例えば、マイクロ波トランジスタのコレクタ・エミッタ）に流れる電流を一定にすることが可能となる。それゆえ、ダイナミックレンジの広い周波数変換が可能となり、無線伝送距離に対して伝送品質をより一定に保つことが可能になる。

とりわけ、上記第１増幅手段のオートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路と併用することにより、無線受信装置としてのダイナミックレンジをより広くすることが可能となり、伝送距離に対して伝送信号品質をより一定にすることが可能となる。

また、本発明の参考となる無線通信システムは、上記課題を解決するために、上記無線送信装置と上記無線受信装置とにより構成されることを特徴としている。

上記の構成によれば、無線信号として適するように良好に周波数変換された無線多重信号を送信する無線送信装置と、無線送信装置から送信された無線多重信号を受信して、良好に周波数変換して復調信号を生成する無線受信装置とにより構成される、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応した無線通信システムを実現することが可能となる。

また、本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上記無線受信装置を備える電子機器であって、上記無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、上記無線受信装置を備えることにより、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応しているため、無線通信システムおよび無線受信装置自体では、圧縮・伸張などのデジタル信号処理を行う必要はない。また、上記無線受信装置または上記無線通信システムでは、１つの基準信号に基づいて、アップコンバートおよびダウンコンバートが行われるために、無線送信装置または無線受信装置中の局部発振器の周波数変動に伴う周波数のズレを調整する自動周波数制御部を必要としない。それゆえ、電子機器の小型化および低コスト化が可能となる。

さらに、上記構成の電子機器は、無線受信装置が復調信号を直接記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことにより、配線が簡易になることに加え、例えば、上記復調信号が放送信号の多チャンネル放送であれば、多チャンネルの放送信号を一度に無線伝送することが可能であるため、複数の電子機器は異なったチャンネルを独立に表示し、記録することが可能となる。

本発明の参考となる無線送信装置は、以上のように、第１アップコンバート手段は、複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号をアップコンバートする前に、当該複数系列の入力信号の信号レベルを調整する入力信号レベル調整手段を備える、という構成を有している。

これにより、多重信号生成手段では、入力信号レベル調整手段により信号レベルを調整され、アップコンバートされた信号と基準信号とにより、最適に調整された多重信号を生成することが可能となる。それゆえ、第２アップコンバート手段では、最適に調整された多重信号を略マイクロ波帯以上にアップコンバートすることが可能となるので、入力された信号を略マイクロ波帯以上で送信する無線信号として適した無線多重信号に、良好に周波数変換することができるという効果を奏する。

また、本発明の無線受信装置は、第２ダウンコンバート手段は、第１ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を、復調する信号数に応じた複数の経路に分配する第１分配手段と、上記第１分配手段により分配された複数の経路のうちの１つである第１経路に、上記中間周波数多重信号から基準信号を含む第１中間周波数信号を抽出する第１抽出手段と、上記第１抽出手段から出力された信号を、第２経路と第３経路とに分配する第２分配手段と、上記第２経路に、上記基準信号を含む第１中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第３ダウンコンバート手段と、上記第３経路に、上記基準信号を含む第１中間周波数信号から当該基準信号のみを抽出する第２抽出手段と、上記第１分配手段により分配された第１経路以外の経路毎に設けられ、上記中間周波数多重信号から復調する信号となる第２中間周波数信号を抽出する第３抽出手段と、上記第３抽出手段から出力される第２中間周波数信号毎に設けられ、当該第３抽出手段から出力される第２中間周波数信号に、上記第２抽出手段から出力される基準信号を電力結合する電力結合手段と、上記電力結合手段から出力される基準信号を含む第２中間周波数信号毎に設けられ、当該電力結合手段から出力される基準信号を含む第２中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第４ダウンコンバート手段とを備え、上記第２抽出手段は、１つの増幅器と、上記第１抽出手段よりも周波数帯域の狭い１つの狭帯域フィルタとにより構成され、上記第１経路以外の経路毎に、上記第１分配手段と、上記第１経路と、上記第２分配手段と、上記第３経路と、上記電力結合手段と、上記第１経路以外の経路とにより線路ループが構成され、上記第１分配手段は、分配ポート間でアイソレーションを有し、上記電力結合手段は、結合ポート間でアイソレーションを有し、上記分配ポート間のアイソレーションと、上記結合ポート間のアイソレーションとの総和は、受信系統の中間周波数帯域内において、上記増幅器の利得の和よりも大きい、という構成を有している。

これにより、受信した無線多重信号を、周波数に応じた各復調信号にそれぞれ周波数変換することが可能となるので、入力された信号を元の周波数帯に復調させ、無線受信装置が搭載される機器で用いられる復調信号に、より良好に周波数変換することができるという効果を奏する。

また、本発明の参考となる無線通信システムは、上記無線送信装置と上記無線受信装置とにより構成される。

それゆえ、無線信号として適するように良好に周波数変換された無線多重信号を送信する無線送信装置と、無線送信装置から送信された無線多重信号を受信して、良好に周波数変換して復調信号を生成する無線受信装置とにより構成される、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応した無線通信システムを実現することができるという効果を奏する。

また、本発明の電子機器は、上記無線受信装置を備える電子機器であって、上記無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行う。

これにより、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応しているため、無線通信システムおよび無線受信装置自体には、圧縮・伸張などのデジタル信号処理や、局部発振器の周波数変動に伴う周波数のズレを調整する自動周波数制御部を必要としない。それゆえ、電子機器の小型化および低コスト化を実現することができるという効果を奏する。

さらに、上記構成の電子機器は、無線受信装置が復調信号を直接記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことにより、配線が簡易になることに加え、例えば、上記復調信号が放送信号の多チャンネル放送であれば、多チャンネルの放送信号を一度に無線伝送することが可能であるため、複数の電子機器は異なったチャンネルを独立に表示し、記録することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。

なお、以下では、本発明の一実施形態として、ミリ波帯における無線通信機能を有する無線通信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器について説明するが、ミリ波帯に限らない。なお、ここで示すミリ波帯とは、マイクロ波帯を含む周波数帯域を示す。その周波数は、略３ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲である。

〔実施の形態１〕
本実施の形態では、ミリ波帯無線送信装置の一例として、無線送信装置１００について説明する。

図１は、本実施の形態の無線送信装置１００の一構成例を示す模式図である。

本実施の形態の無線送信装置１００は、図１に示すように、入力部１０１、中間周波数（以下、ＩＦを記す）アップコンバート部２００（第１アップコンバート手段）、ミリ波周波数アップコンバート部３００（第２アップコンバート手段）、および送信アンテナ４００を備えている。すなわち、無線送信装置１００は、入力部１０１から入力された信号が、ＩＦアップコンバート部２００にて第１の周波数変換され、ミリ波周波数アップコンバート部３００にて第２の周波数変換され、送信アンテナ４００から出力される構成となっている。

入力部１０１は、無線送信装置１００に入力される変調波信号を入力させる入力端子である。入力部１０１に入力された信号は、ＩＦアップコンバート部２００にそのまま入力される。なお、入力部１０１に入力される信号については、詳細に後述する。また、無線送信装置１００では、一系列の信号を入力させる構成として１つの入力部１０１を設けているが、これに限らず、二系列の信号を入力させる構成として、入力端子を２つ設けてもよい。

ＩＦアップコンバート部２００は、入力された変調波信号を、変調波信号の周波数帯からＩＦ信号の周波数帯へ周波数アップコンバートする部分である。また、ＩＦアップコンバート部２００は、分波器２１０、ＩＦアップコンバータ２２０（第３アップコンバート手段）、ＩＦアップコンバータ２３０（第３アップコンバート手段）、基準信号付加部２４０、および電力合成器２５０（多重信号生成手段）を備えている。

ここで、ＩＦアップコンバート部２００において、ＩＦ信号の周波数帯へ周波数アップコンバートするとは、入力された信号の周波数よりも大きく、かつ、送信するミリ波帯周波数よりも小さい周波数に、入力された変調波信号の周波数を引き上げることを意味している。すなわち、ＩＦの変調波信号が入力される場合であってもよく、この場合は、入力された変調波信号のＩＦよりも高いＩＦに、アップコンバートされることになる。

分波器２１０は、入力部１０１を介して入力された変調波信号を、周波数帯域に応じて分波する。例えば、放送電波が必要な放送ごとに分けて取り出される。分波器２１０は、分波した信号を、ＩＦアップコンバータ２２０およびＩＦアップコンバータ２３０にそれぞれ出力する。

ＩＦアップコンバータ２２０は、可変増幅器２２１（入力信号レベル調整手段）、ミキサ２２２、バンドパスフィルタ２２３、および増幅器２２４を備えている。

可変増幅器２２１は、分波器２１０から出力された変調波信号を入力し、該信号を増幅して、ミキサ２２２に出力する。また、可変増幅器２２１は、利得可変機能、またはセルフバイアス機能を有している。それゆえ、可変増幅器２２１は、変調波信号を増幅する際に、該信号のレベルを調整することも可能となっている。

ミキサ２２２は、可変増幅器２２１から出力された信号と、後述する基準信号源２４１から出力される基準信号とを乗積することにより、ＩＦへ周波数アップコンバートさせたＩＦ信号を生成する。また、ミキサ２２２は、周波数アップコンバートさせたＩＦ信号をバンドパスフィルタ２２３に出力する。

バンドパスフィルタ２２３は、ミキサ２２２から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ＩＦとして利用する周波数を設計に応じて決定すればよい。

増幅器２２４は、バンドパスフィルタ２２３を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、電力合成器２５０に出力する。

ＩＦアップコンバータ２３０は、ＩＦアップコンバータ２２０に入力される信号とは異なる周波数帯の変調波信号を入力する。また、ＩＦアップコンバータ２３０は、可変増幅器２３１（入力信号レベル調整手段）、ミキサ２３２、バンドパスフィルタ２３３、および増幅器２３４を備えており、各機能は、可変増幅器２２１、ミキサ２２２、バンドパスフィルタ２２３、および増幅器２２４とそれぞれ同様である。

基準信号付加部２４０は、基準信号源２４１、可変増幅器２４２、および出力部２４３を備えている。

基準信号源２４１は、所定の周波数（ｆＬＯ１とする）により基準信号を発振し、発振した基準信号をミキサ２２２およびミキサ２３２に出力する。すなわち、ミキサ２２２およびミキサ２３２は、基準信号源２４１を共用しており、同じ基準信号を用いている。また、基準信号源２４１は、基準信号を可変増幅器２４２にも出力する。

可変増幅器２４２は、基準信号源２４１から出力された信号を入力し、該信号を増幅して、出力部２４３に出力する。また、可変増幅器２４２は、利得可変機能またはセルフバイアス機能を有している。それゆえ、可変増幅器２４２は、基準信号を増幅する際に、該信号のレベルを調整することも可能となっている。

出力部２４３は、可変増幅器２４２から出力された信号を、ＩＦアップコンバータ２３０から出力された信号と共に、電力合成器２５０に出力する。また、出力部２４３は、可変増幅器２４２から出力された信号のみを、局部発振器３０４にも出力する。

電力合成器２５０は、ＩＦアップコンバータ２２０、ＩＦアップコンバータ２３０、および基準信号付加部２４０から出力される信号を合成する。詳細には、電力合成器２５０は、増幅器２２４・２３４で、増幅・レベル調整された信号を、可変増幅器２４２でレベル調整された基準信号とともに合成する。これにより、電力合成器２５０は、各信号が合成された一系列のＩＦ多重信号を生成し、該ＩＦ多重信号をミリ波周波数アップコンバート部３００に出力する。

ミリ波周波数アップコンバート部３００は、ＩＦアップコンバート部２００にてＩＦへ周波数アップコンバートされたＩＦ多重信号を、ＩＦ周波数帯からミリ波周波数帯へ周波数アップコンバートする部分である。ミリ波周波数アップコンバート部３００は、ミキサ３０１、バンドパスフィルタ３０２、増幅器３０３、および局部発振器３０４を備えている。

ミキサ３０１は、電力合成器２５０から出力された信号と、局部発振器３０４から出力される局部発振信号とを乗積することにより、ミリ波周波数へアップコンバートさせた無線多重信号を生成する。また、ミキサ３０１は、周波数アップコンバートさせた無線多重信号をバンドパスフィルタ３０２に出力する。

バンドパスフィルタ３０２は、ミキサ３０１から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ミリ波帯の無線通信で利用する周波数を設計に応じて決定すればよい。

増幅器３０３は、バンドパスフィルタ３０２を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、送信アンテナ４００に出力する。

局部発振器３０４は、所定の周波数（ｆＬＯ２とする）により局部発振信号を発振し、発振した局部発振信号をミキサ３０１に出力する。また、局部発振器３０４は、周波数マルチプライアで構成されることが好ましい。これにより、基準信号３ｂを周波数逓倍した局部発振信号を出力することも可能となる。

すなわち、局部発振器３０４は、基準信号源２４１から発振された基準信号を入力することによって駆動される。そのため、局部発振器３０４において、ミリ波発振信号を直接生成する必要が無い。それゆえ、低い周波数で安定発振可能な発振器を用いることが可能となり、安定で信頼度の高い無線送信装置１００を構成することが可能となる。

送信アンテナ４００は、増幅器３０３から出力された信号、すなわちミリ波帯へ周波数変換された無線多重信号を送信する。これにより、無線送信装置１００から、ミリ波帯の無線通信に適した信号となって、送信信号が出力される。、
次に、図１〜３を参照しながら、無線送信装置１００において、変調波信号が入力されてから、信号が周波数変換されて、送信されるまでの信号の変移について説明する。

まず、図１を参照しながら、無線送信装置１００に入力される変調波信号を受信するアンテナ配線の構成について説明する。

アンテナ配線は、地上波放送用の放送信号を受信する地上波放送用アンテナ５１、衛星放送用の放送信号を受信する衛星放送用アンテナ５２、増幅器５３、増幅器５４、および電力合成器５５から構成されている。これにより、無線送信装置１００には、地上波放送用の変調波信号と衛星放送用の変調波信号とが入力される。

ここで、地上波放送用アンテナ５１に変調波信号Ａ（周波数をｆＩＦ１ａとする）が受信され、衛星放送用アンテナ５２に変調波信号Ｂ（周波数をｆＩＦ１ｂとする）が受信されるとする。また、地上波放送の周波数帯は、略４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚであり、衛星放送のＩＦ周波数帯は、略１．０ＧＨｚ〜２．１ＧＨｚである。

なお、各アンテナでの受信信号は、それぞれ、複数チャンネルの信号（例えば、信号成分をｆ１、ｆ２・・とする）である。なお、上記変調波信号Ａは、地上波放送に限らず、他の放送、例えば、ケーブルＴＶなどの信号波であっても構わない。

地上波放送用アンテナ５１からの変調波信号Ａおよび衛星放送用アンテナ５２からの変調波信号Ｂは、増幅器５３，５４で、それぞれ電力レベルが調整される。

その後、増幅器５３，５４から出力された信号は、電力合成器５５で合成され、一系列の変調波信号Ｃ（ｆＩＦ１ａ、ｆＩＦ１ａ）が生成される。そして、変調波信号Ｃは無線送信装置１００に出力される。

ここで、地上波放送の周波数帯と衛星放送のＩＦ周波数帯とでは、各周波数帯が異なっているため、変調波信号Ａおよび変調波信号Ｂは、そのまま電力合成器５５で合成される。また、例えば、変調波信号Ａおよび変調波信号Ｂが、複数の衛星放送波の信号であれば、片方の信号を異なった周波数帯に変換させる。その後、電力合成器５５で電力合成し、一系列の信号として、無線送信装置１００に出力させてもよい。

以上、上記アンテナ配線の構成により、無線送信装置１００に一系列の変調波信号Ｃが入力される。なお、上記アンテナ配線の構成は、従来既存のアンテナ配線の構成である。それゆえ、上記変調波信号Ａおよび変調波信号Ｂの信号レベルは、後述するようにマイクロ波・ミリ波帯無線系にとって最適レベルに調整されていない。

次いで、無線送信装置１００における信号の変移について説明する。

無線送信装置１００に入力された変調波信号Ｃは、まず、分波器２１０に入力される。分波器２１０では、変調波信号Ｃ（ｆＩＦ１ａ、ｆＩＦ１ａ）は、２系列の変調波信号１ａ（ｆＩＦ１ａ）および変調波信号２ａ（ｆＩＦ１ｂ）に再度分波される。

このときの、変調波信号１ａおよび変調波信号２ａを周波数軸上に示した周波数配置を図２（ａ）に示す。図２（ａ）では、軸に沿って右にいくほど、周波数が大きいことを示している。また、変調波信号１ａおよび変調波信号２ａに示された矢印は、その信号の配列方向を示している。さらに、変調波信号１ａと変調波信号２ａとの幅に沿って、縦に３本引かれている点線は、変調波信号１ａの周波数ｆＩＦ１ａと、変調波信号２ａの周波数ｆＩＦ１ｂとが重ならないことを示している。

変調波信号１ａは、ＩＦアップコンバータ２２０に出力される。一方、変調波信号２ａは、ＩＦアップコンバータ２３０に出力される。次いで、変調波信号１ａおよび変調波信号２ａは、ＩＦアップコンバータ２２０およびＩＦアップコンバータ２３０にて、それぞれ、無線伝送系にとって最適レベルに調整されることになる。

ＩＦアップコンバータ２２０では、入力された変調波信号１ａは、信号レベルが、所定のレベルになるように、可変増幅器２２１によりレベル調整される。例えば、地上波放送の信号レベルが極端に大きいときは、増幅レベルを下げ、衛星放送波の信号レベルと略同等の信号レベルになるように、レベル調整することが可能となる。

さらには、変調波信号１ａ・２ａの各チャンネルの帯域幅と変調方式とにより、受信後、復調する際の最適所要ＣＮ（キャリア対雑音）比が存在するため、変調波信号１ａ・２ａの信号レベルが調整される必要があることも含まれている。

その後、ミキサ２２２において、変調波信号１ａは、基準信号３ａ（ｆＬＯ１）と乗積されて、ＩＦへ周波数アップコンバートされる。そして、周波数アップコンバートされたＩＦ信号は、バンドパスフィルタ２２３にて、不要波が抑圧される。

このときの、ミキサ２２２で周波数アップコンバートされ、バンドパスフィルタ２２３で所望信号のみを濾波したときのＩＦ信号１ｂを周波数軸上に示した周波数配置と、バンドパスフィルタ２２３の周波数特性とを図２（ｂ）に示す。本実施形態においては、上記ＩＦへ周波数アップコンバートされたＩＦ信号は、基準信号３ａに対して、下側波帯の信号が選択されるため、ＩＦ信号１ｂの周波数は以下に示すように構成される。

ＩＦ信号１ｂ ： ｆＬＯ１−ｆＩＦ１ａ
その後、バンドパスフィルタ２２３から出力されたＩＦ信号１ｂは、増幅器２２４にて増幅され、電力合成器２５０に出力される。

一方、ＩＦアップコンバータ２３０においても、入力された変調波信号２ａは、信号レベルが、所定のレベルになるように、可変増幅器２３１によりレベル調整される。その後、ミキサ２３２において、変調波信号２ａは、基準信号３ａと乗積されて、ＩＦへ周波数アップコンバートされる。そして、周波数アップコンバートされたＩＦ信号は、バンドパスフィルタ２３３にて、不要波が抑圧される。

このときの、ミキサ２３２で周波数アップコンバートされ、バンドパスフィルタ２３３で所望信号のみを濾波したときのＩＦ信号２ｂを周波数軸上に示した周波数配置と、バンドパスフィルタ２３３の周波数特性とを図２（ｂ）に示す。本実施形態においては、上記ＩＦへ周波数アップコンバートされたＩＦ信号は、基準信号３ａに対して、下側波帯の信号が選択されるため、ＩＦ信号２ｂの周波数は以下に示すように構成される。

ＩＦ信号２ｂ ： ｆＬＯ１−ｆＩＦ１ｂ
その後、バンドパスフィルタ２３３から出力されたＩＦ信号２ｂは、増幅器２３４にて増幅され、電力合成器２５０に出力される。

また、基準信号付加部２４０から出力される基準信号３ａ（ｆＬＯ１）は、４ＧＨｚ〜１０数ＧＨｚの周波数帯に設定することが好ましい。これにより、変調波信号１ａ（ｆＩＦ１ａ）および変調波信号２ａ（ｆＩＦ１ｂ）の周波数領域が、０．２ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚの広帯域信号を用いることが可能となる。

基準信号付加部２４０では、基準信号源２４１から発振された基準信号３ａが、可変増幅器２４２にも出力されている。基準信号３ａは、必要に応じて可変増幅器２４２でレベル調整され、基準信号３ｂとして電力合成器２５０に出力される。

電力合成器２５０では、ＩＦ信号１ｂ、ＩＦ信号２ｂ、および基準信号３ａが合成されて、一系列のＩＦ多重信号４ａが構成される。ＩＦ多重信号４ａを周波数軸上に示した周波数配置を図３（ａ）に示す。ＩＦ多重信号４ａは、ミリ波周波数アップコンバート部３００に出力される。

ミリ波周波数アップコンバート部３００では、ＩＦ多重信号４ａは、ミリ波帯へ周波数アップコンバートされる。詳細には、ＩＦ多重信号４ａのミリ波帯へのアップコンバートは、局部発振器３０４から発振される局部発振信号（ｆＬＯ２）が用いられて、ミキサ３０１で周波数アップコンバートされる。

そして、周波数アップコンバートされた無線多重信号は、バンドパスフィルタ３０２にて、不要波が抑圧される。その後、バンドパスフィルタ３０２から出力された無線多重信号５ａは、増幅器３０３にて増幅され、送信アンテナ４００に出力される。

このときの、送信アンテナ４００に出力された無線多重信号５ａを周波数軸上に示した周波数配置を図３（ｂ）に示す。本実施形態においては、ミリ波への周波数アップコンバート時に、バンドパスフィルタ３０２では上側波帯を通過させ、無線多重信号５ａを構成させている。

無線多重信号５ａは、以下に示す無線信号１ｃ、無線信号２ｃ、および無線基準信号３ｃにより構成される。無線信号１ｃ、無線信号２ｃ、および無線基準信号３ｃは、ＩＦ信号１ｂ、ＩＦ信号２ｂ、および基準信号３ｂをミリ波帯へ周波数アップコンバートさせたときの信号である。

無線信号１ｃ ： （ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２）−ｆＩＦ１ａ
無線信号２ｃ ： （ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２）−ｆＩＦ１ｂ
無線基準信号３ｃ： ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２
その後、無線多重信号５ａは送信アンテナ４００から放射される。

以上により、無線送信装置１００から、ミリ波帯の無線通信に適するように周波数変換された無線多重信号５ａが送信される。

本実施の形態の無線送信装置１００では、変調波信号Ｃが、受信環境に応じた様々な信号レベルで構成された信号として入力されてくるが、可変増幅器２２１・２３１を備えることにより、分配された変調波信号１ａおよび変調波信号２ａの信号レベルを、所定のレベルになるようにそれぞれ調整することが可能となる。

詳細には、変調波信号１ａおよび変調波信号２ａは、変調波信号Ａを地上波放送用アンテナ５１や、変調波信号Ｂを衛星放送用アンテナ５２で受信した信号であるため、変調波信号１ａの信号レベルと変調波信号２ａの信号レベルとは、受信環境に応じて様々な信号レベルとなっている。そのため、可変増幅器２２１・２３１を備えることにより、変調波信号１ａと変調波信号２ａとのそれぞれの信号レベルを調整し、信号レベル比を最適な比率に調整することが可能となる。

また、変調波信号１ａおよび変調波信号２ａはＩＦアップコンバート後、電力合成器２５０にて、可変増幅器２４２で調整された基準信号３ｂが付加され、ＩＦ多重信号４ａとして、ミリ波周波数アップコンバート部３００に出力される。その後、ＩＦ多重信号４ａは、無線多重信号５ａにアップコンバートされ、送信される。

ここで、無線送信装置１００の無線多重信号５ａには、電波法により上限がある。そのため、限られた送信信号出力レベルにおいて、基準信号と伝送信号との電力比率に最適比率が存在する。したがって、伝送信号（すなわち、ＩＦ信号１ｂおよびＩＦ信号２ｂ）と基準信号３ｂとの電力比率を、可変増幅器２４２により基準信号３ａのレベルを調整することによって、最適電力比率にもってくることが可能となる。

例えば、本実施の形態の無線送信装置１００では、変調波信号１ａおよび変調波信号２ａが含まれるＩＦ多重信号４ａが生成されているが、変調波信号１ａ、または、変調波信号２ａのどちらかの片方伝送の場合もある。

そこで、可変増幅器２４２を備えることにより、入力される信号波の総帯域幅（例えば、ｆＩＦ１ａ+ｆＩＦ１ｂや、ｆＩＦ１ａのみの場合）に応じて、基準信号３ａのレベルを調整することが可能となる。

これにより、最適にＩＦ多重信号４ａを生成することが可能となる。それゆえ、最適に調整されたＩＦ多重信号４ａをミリ波無線周波数帯に周波数変換することが可能となるので、入力された変調波信号Ｃを、ミリ波帯で無線送信する送信信号として適した無線多重信号５ａに、良好に周波数変換することが可能となる。

また、本実施の形態の無線送信装置１００では、変調波信号Ａおよび変調波信号Ｂが、それぞれ、放送波信号の総和で数１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおよぶ広帯域信号である。このため、一度に周波数変換せず、２つの周波数帯の信号(変調波信号１ａおよび変調波信号２ａ)に分割して、ＩＦアップコンバータ２２０のミキサ２２２と、ＩＦアップコンバータ２３０のミキサ２３２とにおいてそれぞれアップコンバートしている。

それゆえ、一系列の変調波信号Ｃをまとめて中間周波数へアップコンバートする場合に、出力信号に生じる２次歪みなどを抑制して、入力される変調波信号１ａおよび変調波信号２ａの、例えば、ｆ１、ｆ２・・成分などの２次歪み特性、例えば、２ｘｆ１，２×ｆ２、３ｘｆ１，３×ｆ２の高調波特性や、ｆ１−ｆ２，ｆ１＋ｆ２の歪成分を低減することが可能となり、良好な伝送特性を確保することが可能となる。

なお、上記無線送信装置１００では、一系列の変調波信号Ｃに変調波信号１ａおよび変調波信号２ａが含まれる場合について説明したが、これに限らず、上記変調波信号Ｃは複数の変調波信号を含んでもよい。この場合は、例えば、ＩＦアップコンバータ２３０と同様の構成を追加し、分波器２１０から分波された変調波信号を入力させ、アップコンバートしたＩＦ信号を電力合成器２５０に出力させればよい。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、ミリ波帯無線受信装置の一例として、無線受信装置５００について説明する。

図４は、本実施の形態の無線受信装置５００の一構成例を示す模式図である。

本実施の形態の無線受信装置５００は、図４に示すように、受信アンテナ６００、ＩＦダウンコンバート部７００（第１ダウンコンバート手段）、変調信号周波数ダウンコンバート部８００（第２ダウンコンバート手段）、出力部５０１、および出力部５０２を備えている。すなわち、無線受信装置５００は、受信アンテナ６００から入力された信号が、ＩＦダウンコンバート部７００にて第１の周波数変換され、変調信号周波数ダウンコンバート部８００にて第２の周波数変換され、出力部５０１および出力部５０２から出力される構成となっている。

受信アンテナ６００は、ミリ波帯における無線通信機能を有する何れかの無線送信装置から送信された基準信号を含む無線多重信号を受信し、ＩＦダウンコンバート部７００に出力する。

ＩＦダウンコンバート部７００は、受信した無線多重信号を、ミリ波周波数帯からＩＦ周波数帯へ周波数ダウンコンバートする部分である。ＩＦダウンコンバート部７００は、増幅器７０１、バンドパスフィルタ７０２、周波数ミキサ７０３、および局部発振器７０４を備えている。

増幅器７０１は、受信アンテナ６００から出力された信号を増幅し、バンドパスフィルタ７０２に出力する。

バンドパスフィルタ７０２は、通信などにより付加された不要なノイズを取り除いて、所望の信号のみを濾波し、周波数ミキサ７０３に出力する。

周波数ミキサ７０３は、バンドパスフィルタ７０２から出力された信号と、局部発振器７０４から発振される局部発振信号とを乗積することにより、ＩＦへダウンコンバートさせたＩＦ多重信号を生成する。また、周波数ミキサ７０３は、生成したＩＦ多重信号を変調信号周波数ダウンコンバート部８００に出力する。

ここで、一実施例として、周波数ミキサ７０３は、偶高調波ミキサなどのＮ次高調波ミキサ（Ｎは２の自然数）を用いることが望ましい。これにより、局部発振器７０４の局部発振周波数を１／Ｎとすることができる。

具体的には、周波数ミキサ７０３を２次の高調波ミキサとすることによって、局部発振器７０４の局部発振周波数を１／２とすることができる。それゆえ、周波数安定度の高い無線受信装置５００を、ワイヤボンディングなどの容易な実装で簡易に製作することが可能となる。

局部発振器７０４は、所定の周波数（ｆＬＯ３とする）により局部発振信号を発振し、周波数ミキサ７０３に出力する。

変調信号周波数ダウンコンバート部８００は、ＩＦダウンコンバート部７００にてＩＦダウンコンバートされたＩＦ多重信号を、ＩＦ周波数帯から、無線送信装置での元の変調波信号の周波数帯へ周波数ダウンコンバートする部分である。これにより、受信した無線多重信号は、無線送信装置へ入力された元の各変調波信号へと戻される。以下、上記戻された変調波信号を復調信号と記す。

変調信号周波数ダウンコンバート部８００は、図４に示すように、第１のフィルタ８０１、可変増幅器８０２（第１増幅手段）、第１の電力分配器８０３（第１分配手段）、第２のフィルタ８０４（第１抽出手段）、第３のフィルタ８０５（第３抽出手段）、第２の電力分配器８０６（第２分配手段）、第４のフィルタ８０７（第２抽出手段）、増幅器８０８、電力結合器８０９（電力結合手段）、周波数ミキサ８１０（第３ダウンコンバート手段）、低周波フィルタ８１１、周波数ミキサ８１２（第４ダウンコンバート手段）、および低周波フィルタ８１３を備えている。

第１のフィルタ８０１は、ＩＦダウンコンバート部７００、詳細には周波数ミキサ７０３から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ダウンコンバートさせて復調信号を生成するＩＦの周波数と、基準信号の周波数とを含む周波数に応じて決定される。

可変増幅器８０２は、第１のフィルタ８０１を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、第１の電力分配器８０３に出力する。また、可変増幅器８０２は、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路により構成されている。それゆえ、可変増幅器８０２は、ＩＦ多重信号を増幅する際に、該信号の信号レベルを調整することも可能となっている。

第１の電力分配器８０３は、入力した信号を２つの経路に分配する。すなわち、第２のフィルタ８０４、および第３のフィルタ８０５に分配した信号をそれぞれ出力する。

第２のフィルタ８０４は、第１の電力分配器８０３から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ダウンコンバートさせて１つの復調信号を生成するために基になる１つのＩＦ信号の周波数と、基準信号の周波数とを含む周波数に応じて決定される。

第３のフィルタ８０５は、第１の電力分配器８０３から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、第２のフィルタ８０４で通過させるＩＦ信号とは異なる周波数のＩＦ信号であって、ダウンコンバートさせて他の復調信号を生成する基になる１つＩＦ信号の周波数に応じて決定される。

第２の電力分配器８０６は、入力した信号を２つの経路に分配する。すなわち、周波数ミキサ８１０、および第４のフィルタ８０７に分配した信号をそれぞれ出力する。

第４のフィルタ８０７は、第２の電力分配器８０６から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、基準信号の周波数を有する信号のみを通過させる。また、第４のフィルタ８０７は、基準信号のみを通過させるために、狭帯域な特性となっている。

増幅器８０８は、第４のフィルタ８０７を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、電力結合器８０９へと出力する。

電力結合器８０９は、入力された２つの信号を結合する。すなわち、第３のフィルタ８０５から出力された信号と、増幅器８０８から出力された信号とを結合する。電力結合器８０９は、結合した信号を周波数ミキサ８１２に出力する。

周波数ミキサ８１０は、第２の電力分配器８０６から出力された信号を、ＩＦ周波数帯から送信装置へ入力された元の周波数帯にダウンコンバートさせた復調信号を生成する。詳細には、第２の電力分配器８０６から出力された信号には、後述するようにＩＦ信号と基準信号とが含まれている。これにより、周波数ミキサ８１０は、ＩＦ信号と基準信号とを乗積することにより、上記元の周波数帯へダウンコンバートさせた復調信号を生成する。また、周波数ミキサ８１０は、周波数ダウンコンバートさせた復調信号を低周波フィルタ８１１に出力する。

低周波フィルタ８１１は、周波数ミキサ８１０から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させ、通過させた信号を出力部５０１に出力する。所望の周波数は、取り出す信号の周波数に基づいて決定すればよい。

周波数ミキサ８１２は、電力結合器８０９から出力された信号を、ＩＦ周波数帯から送信装置へ入力された元の周波数帯にダウンコンバートさせた復調信号を生成する。詳細には、電力結合器８０９から出力された信号には、後述するようにＩＦ信号と基準信号とが含まれている。これにより、周波数ミキサ８１２は、ＩＦ信号と基準信号とを乗積することにより、上記元の周波数帯へダウンコンバートさせた復調信号を生成する。また、周波数ミキサ８１２は、周波数ダウンコンバートさせた信号を低周波フィルタ８１３に出力する。

低周波フィルタ８１３は、周波数ミキサ８１２から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させ、通過させた信号を出力部５０２に出力する。所望の周波数は、取り出す信号の周波数に基づいて決定すればよい。

出力部５０１は、低周波フィルタ８１１から出力された復調信号を、無線受信装置５００の外へ送出するための出力端子である。出力部５０１は、分波器などを介して、衛星放送用・地上波放送用チューナ７１を備えたＴＶ受像機７２と、衛星放送用・地上波放送用チューナ７３を備えたビデオレコーダ７４とに接続されている。

出力部５０２は、低周波フィルタ８１３から出力された復調信号を、無線受信装置５００の外へ送出するための出力端子である。また、出力部５０２も、分波器などを介して、衛星放送用・地上波放送用チューナ７１を備えたＴＶ受像機７２と、衛星放送用・地上波放送用チューナ７３を備えたビデオレコーダ７４とに接続されている。

これにより、出力部５０１および出力部５０２から出力された各復調信号は、適切なチューナに出力されることになる。

次に、図４〜７を参照しながら、無線受信装置５００において、信号が受信されてから、信号が元の信号に復調されるまでの信号の変移について説明する。なお、無線受信装置５００が受信する信号は、前記実施の形態１の無線送信装置１００から送信された無線多重信号５ａとする。

まず、無線受信装置５００が受信アンテナ６００にて無線多重信号５ａを受信すると、無線多重信号５ａが、ＩＦダウンコンバート部７００に出力される。

ＩＦダウンコンバート部７００では、無線多重信号５ａは、増幅器７０１にて増幅され、バンドパスフィルタ７０２にて不要波が抑圧され、周波数ミキサ７０３に入力される。

周波数ミキサ７０３では、無線多重信号５ａは、局部発振器７０４から発振される局部発振信号（ｆＬＯ３）によって、周波数をミリ波帯からＩＦ帯に周波数ダウンコンバートされる。例えば、本実施例では、６０ＧＨｚ帯から、４ＧＨｚ〜２ＧＨｚ帯へと周波数ダウンコンバートされる。

このときの、周波数変換される前の無線多重信号５ａを周波数軸上に示した周波数配置を図５（ａ）に示し、周波数変換されたＩＦ多重信号６ａを周波数軸上に示した周波数配置と、フィルタ８０１の周波数特性とを図５（ｂ）に示す。また、ＩＦ多重信号６ａは、以下に示すＩＦ信号１ｄ、ＩＦ信号２ｄ、およびＩＦ基準信号３ｄにより構成される。すなわち、ＩＦ信号１ｄ、ＩＦ信号２ｄ、およびＩＦ基準信号３ｄは、無線信号１ｃ、無線信号２ｃ、および無線基準信号３ｃをＩＦ帯に周波数ダウンコンバートさせたときの信号である。

ＩＦ信号１ｄ ： ｆＩＦ２ａ＝（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３）−ｆＩＦ１ａ
ＩＦ信号２ｄ ： ｆＩＦ２ｂ＝（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３）−ｆＩＦ１ｂ
ＩＦ基準信号３ｄ： ｆＬＯ４＝ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３
その後、ＩＦ多重信号６ａは、変調信号周波数ダウンコンバート部８００に出力される。

変調信号周波数ダウンコンバート部８００では、まず、ＩＦ多重信号６ａは、第１のフィルタ８０１で、ＩＦダウンコンバート部７００にて生じた不要波が抑圧され、可変増幅器８０２で増幅・レベル調整される。

その後、ＩＦ多重信号６ａは、第１の電力分配器８０３によって、第２のフィルタ８０４が備えられている側の経路と第３のフィルタ８０５が備えられている側の経路とにそれぞれ分配される。

また、第２のフィルタ８０４が備えられている側の経路を第１の経路（第１経路）とし、第３のフィルタ８０５が備えられている側の経路を第２の経路とする。さらに、第１の経路に分配された信号をＩＦ信号７ａとし、第２の経路に分配された信号をＩＦ信号８ａとする。なお、ＩＦ信号７ａおよびＩＦ信号８ａは、単に分配されただけの信号であるので、信号構成はＩＦ多重信号６ａと同じである。

第１の経路では、ＩＦ信号７ａは、第２のフィルタ８０４によって、ＩＦ信号１ｄおよびＩＦ基準信号３ｄのみが取り出される。すなわち、第２のフィルタ８０４は、ＩＦ信号１ｄおよびＩＦ基準信号３ｄのみを取り出すように帯域設定されている。

その後、ＩＦ信号１ｄおよびＩＦ基準信号３ｄを含んだＩＦ信号７ｂは、第２の電力分配器８０６によって、周波数ミキサ８１０が備えられている側の経路と第４のフィルタ８０７が備えられている側の経路とにそれぞれ分配される。

また、周波数ミキサ８１０が備えられている側の経路を第３の経路（第２経路）とし、第４のフィルタ８０７が備えられている側の経路を第４の経路（第３経路）とする。さらに、第３の経路に分配された信号をＩＦ信号７ｃとし、第４の経路に分配された信号をＩＦ信号９ａとする。なお、ＩＦ信号７ｃおよびＩＦ信号９ａは、単に分配されただけの信号であるので、信号構成はＩＦ信号７ｂと同じである。

第３の経路では、ＩＦ信号７ｃは、ＩＦ帯から復調する元の周波数帯にダウンコンバートされる。ここで、図６（ａ）に、第３の経路における、周波数ダウンコンバート直前のＩＦ信号７ｃの周波数配置と、第２のフィルタ８０４および第４のフィルタ８０７の周波数特性とを示す。第２のフィルタ８０４の通過特性は、ＩＦ信号１ｄおよびＩＦ基準信号３ｄを通過させる広帯域特性となる。

ＩＦ信号７ｃは、ＩＦ基準信号３ｄを用いて、周波数ミキサ８１０により周波数ダウンコンバートされる。その後、周波数ダウンコンバートされた信号は、低周波フィルタ８１１により不要波が取り除かれ、復調信号７ｄとして出力される。図７（ａ）に、第３の経路における、周波数ダウンコンバート後の復調信号７ｄの周波数配置と低周波フィルタ８１１の周波数特性とを示す。低周波フィルタ８１１には、図７（ａ）に示すように、復調信号７ｄを通過させるような通過特性が設定される。

ここで、第３の経路における周波数ダウンコンバートのプロセスをまとめると、下記のようになる。

復調信号７ｄ：
ｆＬＯ４−ｆＩＦ２ａ＝（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３）
−[（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３）−ｆＩＦ１ａ]
＝ｆＩＦ１ａ
その後、復調信号７ｄは出力部５０１から外部に送出される。なお、この復調信号７ｄは、無線送信装置１００で入力された変調波信号１ａ（ｆＩＦ１ａ）と同様の信号であることがわかる。

一方、第４の経路では、第２の電力分配器８０６により分配されたＩＦ信号９ａが、第４のフィルタ８０７に入力される。第４のフィルタ８０７では、ＩＦ信号９ａからＩＦ基準信号３ｄのみが抽出される。抽出されたＩＦ基準信号３ｄは、増幅器８０８で増幅され、電力結合器８０９に出力される。

また、第２の経路では、第１の電力分配器８０３により分配されたＩＦ信号８ａが、第３のフィルタ８０５によって、ＩＦ信号２ｄのみが取り出され、電力結合器８０９に出力される。すなわち、第３のフィルタ８０５は、ＩＦ信号２ｄのみを取り出すように帯域設定されている。

これにより、第２の経路と第４の経路とが合流する地点に設けられた電力結合器８０９では、ＩＦ信号２ｄとＩＦ基準信号３ｄとが結合される。そして、一系列のＩＦ信号１０ａとなって、周波数ミキサ８１２に出力される。ここで、電力結合器８０９から周波数ミキサ８１２に向かう経路を第５の経路とする。

図６（ｂ）に、第５の経路における、周波数ダウンコンバート直前のＩＦ信号１０ａの周波数配置と、第２のフィルタ８０４、第３のフィルタ８０５、および第４のフィルタ８０７の周波数特性とを示す。第３のフィルタ８０５の通過特性は、ＩＦ信号２ｄを通過させる狭帯域特性となる。

ＩＦ信号１０ａは、ＩＦ基準信号３ｄを用いて、周波数ミキサ８１２により周波数ダウンコンバートされる。その後、周波数ダウンコンバートされた信号は、低周波フィルタ８１３により不要波が取り除かれ、復調信号１０ｂとして出力される。図７（ｂ）に、第５の経路における、周波数ダウンコンバート後の復調信号１０ｂの周波数配置と低周波フィルタ８１３の周波数特性とを示す。低周波フィルタ８１３には、図７（ａ）に示すように、復調信号１０ｂを通過させるような通過特性が設定される。

ここで、第５の経路における周波数ダウンコンバートのプロセスをまとめると、下記のようになる。

復調信号１０ｂ：
ｆＬＯ４−ｆＩＦ２ｂ＝（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３）
−[（ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２−ｆＬＯ３）−ｆＩＦ１ｂ]
＝ｆＩＦ１ｂ
その後、復調信号１０ｂは出力部５０２から外部に送出される。なお、この復調信号１０ｂは、無線送信装置１００で入力された変調波信号２ａ（ｆＩＦ１ｂ）と同様の信号であることがわかる。

以上により、無線受信装置５００から、復調信号７ｄおよび復調信号１０ｂが、出力部５０１および出力部５０２を介して、ＴＶ受像機７２の衛星放送用・地上波放送用チューナ７１や、ビデオレコーダ７４の衛星放送用・地上波放送用チューナ７３に出力される。

ここで、第３の経路では、第２のフィルタ８０４によって帯域分割された、ＩＦ信号１ｄおよびＩＦ基準信号３ｄを同時に含んだＩＦ信号７ｂが、周波数ミキサ８１０に入力されている。そして、周波数ミキサ８１０にて、ＩＦ基準信号３ｄが局部発振信号となって、周波数ダウンコンバートが直接行われている。

それゆえ、第３の経路では、ＩＦ信号１ｄとＩＦ基準信号３ｄとを分離する必要がないため、復調したいＩＦ信号１ｄの周波数とＩＦ基準信号３ｄの周波数とが近接していても、良好な周波数ダウンコンバートが可能となる。その結果、復調信号７ｄとして、変調波信号１ａの一例である地上波放送の信号が取り出されている。

また、第４の経路では、第４のフィルタ８０７により抽出されたＩＦ基準信号３ｄは、広帯域な第２のフィルタ８０４と、狭帯域な第４のフィルタ８０７とを通過してきている。それゆえ、広帯域にわたり不要波成分が抑圧されるだけでなく、狭帯域にＩＦ基準信号３ｄ周囲の近傍雑音が除去されるため、純度の高いＩＦ基準信号３ｄを抽出することが可能となる。

さらに、抽出されたＩＦ基準信号３ｄは、増幅器８０８で増幅された後、ＩＦ信号２ｄとともに周波数ミキサ８１２に出力される。しかも、第２の経路において、第３のフィルタ８０５により分離されたＩＦ信号２ｄは、図６（ｂ）に示すように、ＩＦ基準信号３ｄとは、周波数が離れている。

それゆえ、抽出・増幅されたＩＦ基準信号３ｄが、周波数ミキサ８１２の局部発振信号となることによって、第５の経路では、良好な周波数ダウンコンバートを行うことが可能となる。その結果、復調信号１０ｂとして、変調波信号２ａの一例である衛星放送波の信号が取り出されている。

さらには、上記第３のフィルタ８０５により、ＩＦ信号２ｄは狭帯域化されているため、ＩＦ信号１ｄを含むことがない。それゆえ、周波数ミキサ８１２にて、出力信号に２次歪みの少ない、良質な周波数ダウンコンバートが可能となる。

また、ＩＦ多重信号６ａをダウンコンバートする際、比帯域幅（伝送帯域幅／伝送周波数）が大きいと、ダウンコンバートに伴って、周波数ミキサの出力信号に２次歪み特性が生じてしまう。

これに対して、変調信号周波数ダウンコンバート部８００では、分配されたＩＦ信号７ａおよびＩＦ信号８ａに応じて、ＩＦ基準信号３ｄを局部発振信号として、復調信号７ｄおよび復調信号１０ｂを生成するダウンコンバートが行われる。

これにより、変調信号周波数ダウンコンバート部８００では、周波数ミキサ８１０および周波数ミキサ８１２をそれぞれ設け、少なくとも２つの帯域に分けてダウンコンバートすることによって、各ミキサの出力信号の２次歪み特性を低減することが可能となる。それゆえ、無線受信装置５００において、良好な伝送特性を確保することが可能となる。なお、２次歪み特性は、例えば、ｆＩＦ２ａ−ｆＩＦ２ｂや、２ｘ（ｆＩＦ２ａ−ｆＩＦ２ｂ）などの歪成分である。

また、第４の経路では、１個の狭帯域フィルタ（第４のフィルタ８０７）と、１個の増幅器８０８とから構成されることにより、小型で簡易な構成で、ＩＦ基準信号３ｄを抽出することが可能となっている。

さらに、上記２つの周波数ミキサ８１０、８１２から第１の復調信号７ｄと復調信号１０ｂとを、同時にとり出す（ダウンコンバートする）ことが可能となる。

また、変調信号周波数ダウンコンバート部８００では、第４の経路は、第２の電力分配器８０６を介して周波数ミキサ８１０と、電力結合器８０９を介して周波数ミキサ８１２とに接続されている。このため、２つの局部発振端子間である第２の電力分配器８０６および電力結合器８０９は、繋がってしまう。

しかしながら、局部発振端子間をつなぐ第４の経路におけるＩＦ基準信号３ｄの流路は、分割されることなく一線路で構成され、かつ、第４のフィルタ８０７と増幅器８０８とにより構成されているので、一方向化と狭帯域化とを同時に達成することが可能となる。

その結果、互いのミキサ（周波数ミキサ８１０および周波数ミキサ８１２）への局部発振端子間の入力信号の漏れを小さくすることが可能となる。また、ＩＦ基準信号３ｄの抽出・増幅は、１個の増幅器８０８で構成できるため、消費電力を小さくすることが可能となる。

したがって、本実施の形態の無線受信装置５００では、３つのフィルタ（第２のフィルタ８０４、第３のフィルタ８０５、および第４のフィルタ８０７）を効果的に配置し不要波の抑圧度を向上させることにより、不要波成分が少ない純度の高い基準信号を抽出し、かつ、複数の復調信号を生成するダウンコンバートを行う際、局部発振端子間の信号の漏れを低減し、かつ、増幅器の数を少なくしているため消費電力の低減を実現することが可能となる。

また、変調信号周波数ダウンコンバート部８００では、図４に示すように、第１の電力分配器８０３、第２のフィルタ８０４、第２の電力分配器８０６、第４のフィルタ８０７、増幅器８０８、電力結合器８０９、および第３のフィルタ８０５によって、線路ループＬが形成される。

そこで、第１の電力分配器８０３および電力結合器８０９は、それぞれの分配ポート８２１間および結合ポート８２２間で、それぞれアイソレーションを有していることにより、線路ループＬに１個の増幅器が追加されたとしても、追加された増幅器の利得が、第１の電力分配器８０３の利得と電力結合器８０９の利得との総和よりも小さければ、線路ループＬは、負帰還ループとすることが可能となる。それゆえ、不要・寄生発振を防止することが可能となる。

例えば、受信系統の中間周波数帯域内において、追加される増幅器の２０ｄＢの利得が、第１の電力分配器のアイソレーション１３ｄＢと電力結合器８０９のアイソレーション１３ｄＢとの総和（２６ｄＢ）よりも小さければ、線路ループＬは、負帰還ループとすることが可能となり、不要・寄生発振を防止することが可能となる。

また、第１の電力分配器８０３および電力結合器８０９を、それぞれ、ウイルキンソン型電力分配器およびウイルキンソン型電力結合器とすることにより、ウイルキンソン型電力結合器およびウイルキンソン型電力分配器のもつ吸収抵抗によって、アイソレーションをもたせることが可能となる。

それゆえ、より広帯域に、かつ、集中定数線路で、線路ループＬを構成することが容易となり、小型化すなわち線路ループＬのサイズをより小さくすることが可能となる。これにより、線路ループＬが形成された際、線路ループＬと増幅器８０８とにおける潜在する発振周波数領域をより高くすることが可能となる。

また、この発振周波数が高くなるため、増幅器８０８の利得は周波数の増加に伴って小さくなることから、線路ループＬと増幅器８０８とで形成されるループ利得も小さくすることが可能となる。しかも、第１の電力分配器８０３および電力結合器８０９が、広帯域にわたってアイソレーションをもつため、潜在ループ利得の領域をさらに小さくすることが可能となる。

また、無線受信装置５００は、ＩＦダウンコンバート部７００の後段、詳細には第１の電力分配器８０３の前段に、可変増幅器８０２を設けている。可変増幅器８０２は、ＩＦダウンコンバート部７００での周波数変換に伴う周波数変換利得を増強し、後段からの雑音の影響を抑圧し、さらに入出力インピーダンスの周波数不整合の影響を低減するだけではなく、以下のような効果をもたらす。

つまりは、変調信号周波数ダウンコンバート部８００は、本来、無線伝送されてきた無線信号１ｃ、無線信号２ｃ、および無線基準信号３ｃとから、無線基準信号３ｃを用いて、信号波を周波数変換する構成である。このため、伝送距離が大きくなり伝送信号も弱くなると、無線伝送されてきた無線信号１ｃ、無線信号２ｃ、および無線基準信号３ｃがともに減衰する。

上記減衰する現象において、通常のヘテロダイン受信装置では、伝送距離が２倍になると、伝送されてきた信号は６ｄＢ低下することがわかっている。これに対し、本実施の形態の無線受信装置５００には、基準信号も伝送されてくる。このため、無線受信装置５００は、伝送距離が遠くなり基準信号が減衰することによって、周波数ミキサ８１０・８１２の局部発振信号（基準信号）が十分振り込まれなくなると、伝送距離に対して１２ｄＢ減衰する特性を有している。

それゆえ、急激な変換損失が大きくなる。このため、周波数ミキサ８１０・８１２以後につながる後段の回路や、無線受信装置５００に接続されるＴＶ受像機７２やビデオレコーダ７４中のチューナ部において、雑音の影響を著しく受けやすくなる。

そこで、ＩＦダウンコンバート部７００の後段に、可変増幅器８０２を備えることにより、可変増幅器８０２は、変調信号周波数ダウンコンバート部８００の急激な変換損失の影響を軽減するので、感度特性に優れた特性を実現することが可能となる。すなわち、可変増幅器８０２から後段の周波数変換に伴う、周波数変換損失の急激な増加を抑制することが可能となる。

また、本実施の形態の無線受信装置５００において、無線伝送距離が小さいところでは、変調信号周波数ダウンコンバート部８００の可変増幅器８０２や、増幅器８０８、周波数ミキサ８１０・８１２の出力信号が、過入力で歪みやすくなることがある。一方で、伝送距離が大きくなると、伝送信号である基準信号、無線信号が、ともに減衰し、急激にレベル低下してしまうことがある。

そこで、可変増幅器８０２が、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路を備えていることにより、伝送距離に対して伝送品質をより一定に保つことが可能になる。さらには、無線受信装置５００としてのダイナミックレンジを広くすることが可能となる。

具体的に、例えば、可変増幅器８０２や、周波数ミキサ８１０・８１２が、セルフバイアスで駆動されるマイクロ波トランジスタで構成されるとする。

そこで、可変増幅器８０２・周波数ミキサ８１０・８１２を、コレクタ（ドレイン）電流を略一定にするようなセルフバイアス回路で構成することによって、可変増幅器８０２および周波数ミキサ８１０・８１２の出力レベルの急激な増加や急激な低下を抑えることが可能となる。

図８は、セルフバイアス回路の、（ａ）は一構成例を示し、（ｂ）は他の構成例を示す回路図である。

図８（ａ）では、セルフバイアス回路は、バイアス回路を含んだ入力整合回路部９１０、マイクロ波トランジスタ９２０、および出力整合回路部９３０により構成されている。マイクロ波トランジスタ９２０は、ＦＥＴやバイポーラトランジスタを用いればよく、ベース（ゲート）端子が入力整合回路部９１０に接続され、コレクタ（ドレイン）端子が出力整合回路部９３０に接続され、エミッタ（ソース）端子が接地されている。入力整合回路部９１０には、バイアス回路において電源の接続端子に直列に、例えば、略２０ｋΩ程度の高い抵抗９１１が挿入される。

この場合、高いレベルの入力信号においては、コレクタ電流が増加し、べース電流も増加する。そこで、抵抗９１１により、マイクロ波トランジスタ９２０のベース・エミッタ間電圧に起電圧を発生させ、実質的にマイクロ波トランジスタ９２０に印加されるベース・エミッタ間電圧を低下させる。

これにより、マイクロ波トランジスタ９２０のベース電流を小さくし、コレクタ電流の増加を防ぐことが可能となる。さらに、マイクロ波トランジスタ９２０の増幅度や変換利得を低下させることも可能となり、出力信号レベルの増加を抑制することが可能となる。

図８（ｂ）では、セルフバイアス回路は、図８（ａ）の構成に加えて、マイクロ波トランジスタ９２０のエミッタ端子が、抵抗９２１を介して接地され、かつ、容量９２２を介して接地されている。出力整合回路部９３０から出力される高周波信号は容量９２２により、略インピーダンス略０Ωで接地される。また、抵抗９２１は略数Ωから数１０Ωまでの抵抗値を有する。

この場合、マイクロ波トランジスタ９２０のコレクタ電流に、高周波信号の大信号が入力された場合、エミッタ端子に接続された抵抗９２１によって起電圧が発生し、マイクロ波トランジスタ９２０に実質的に印加されるべース・エミッタ間電圧を低下させるため、コレクタ電流を低下させることが可能となる。

それゆえ、可変増幅器８０２および周波数ミキサ８１０・８１２では、増幅度や変換利得を低下させ、出力信号レベルの急激な増加を抑えることが可能となる。

したがって、可変増幅器８０２および周波数ミキサ８１０・８１２を、セルフバイアス回路とすることにより、無線伝送距離の短い区間から長い区間まで、無線伝送距離に対して伝送品質をより一定に保ったダイナミックレンジの広い無線受信装置５００を実現することが可能となる。

とりわけ、可変増幅器８０２と周波数ミキサ８１０・８１２とを同時にセルフバイアス（またはオートゲインコントロール）回路構成することにより、無線受信装置５００としてのダイナミックレンジをより一層広くすることが可能となる。それゆえ、伝送距離に対しての伝送信号品質をより一定にすることが可能となる。

また、周波数ミキサ８１０・８１２が、図８（ａ）（ｂ）に示すように構成される場合、アクティブミキサとして構成されている。

アクティブミキサは、トランジスタやＦＥＴなどの能動素子を用いたミキサ回路であり、それぞれの半導体素子が持つ非線形特性を利用して周波数変換が行われる。アクティブミキサは能動素子を用いるので、周波数変換を行うのと同時に、増幅を行うことができる。また、アクティブミキサでは、変換利得（Conversion Gain）を得ることができる。さらに、アクティブミキサは、ダイオードを用いた受動ミキサのように、局部発振信号電力によって駆動する構成ではないので、一般に、局部発振信号電力は小さくて済む。

周波数ミキサ８１０・８１２をアクティブミキサとして、ベース注入ミキサ（ＦＥＴの場合、ゲート注入ミキサ）で構成することによって、アクティブミキサが有する利得により、上記伝送されてきたより小さい基準信号でも、周波数ミキサ８１０・８１２の局部発振信号として用いて駆動することが可能となる。それゆえ、通常のダイオードミキサなどの受動ミキサと比較しても、より線形性が高く、かつ、変換損の小さい周波数ミキサ８１０・８１２を構成することが可能となる。

すなわち、前記実施の形態１の無線送信装置１００からは、基準信号も無線信号に含めて無線伝送されるため、伝送距離が遠くなると、周波数ミキサ８１０・８１２の局部発振信号となる基準信号も弱くなってしまう。

そこで、マイクロ波トランジスタを用いたアクティブミキサにより、周波数ミキサ８１０・８１２を構成することによって、局部発振信号となる基準信号を、より低レベル（例えば、−１０ｄＢｍ程度〜０ｄＢｍ）で入力させても、入力・出力の関係に、略線形領域の動作をさせることが可能となる。それゆえ、上述した伝送距離に対して１２ｄＢ減衰する特性を極力避けることが可能となる。

ここで、前記実施の形態１の無線送信装置１００、および、本実施の形態２の無線受信装置５００を構成することにより、マイクロ波・ミリ波領域において広帯域無線伝送を行うことができる無線通信システムを形成することが可能となる。

上記無線送信装置１００は、基準信号源２４１から出力された基準信号３ａの信号レベルを調整する可変増幅器２４２を備えている。これにより、可変増幅器２４２にてレベル調整された基準信号３ｂを、無線多重信号５ａに付加することが可能となる。それゆえ、無線送信装置１００を構成する回路のバラツキを、可変増幅器２４２にて基準信号の信号レベルを調整することによって補正し、送信出力を一定にすることが可能となる。

しかも、無線受信装置５００は、より一定の信号を受信することが可能となり、歩留まり特性に優れた無線送信装置１００および無線受信装置５００を構成することが可能となる。それゆえ、より安定した伝送特性を有する無線通信システムを構成することが可能となる。

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１，２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１，２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、前記実施の形態２の無線受信装置５００、または前記実施の形態１の無線送信装置１００と上記無線受信装置５００とで構成される無線通信システムを備えた電子機器について説明する。

本実施の形態の電子機器は、上記無線受信装置５００、または上記通信システムを備えている。それゆえ、上記無線送信装置１００および上記無線受信装置５００は、マイクロ波・ミリ波領域による広帯域無線伝送を行うことが可能となる。

また、本実施の形態の電子機器では、無線受信装置５００、または無線通信システム中の無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行う。ここで、上記出力とは、映像の表示や、音声の出力などを含み、上記電子機器とは録音、録画、映像の表示、および／または音声の出力などを行う機器のことである。

例えば、電子機器が図４に示されるＴＶ受像機７２である場合、ＴＶ受像機７２内に、無線受信装置５００が含まれる構成としてもよい。この場合、無線受信装置５００が、周波数ダウンコンバートして生成した復調信号、すなわち映像信号・音声信号などを、ＴＶ受像機７２の表示画面に表示したり、音声出力を行う。

また、電子機器が図４に示されるビデオレコーダ７４である場合、ビデオレコーダ７４内に、無線受信装置５００が含まれる構成としてもよい。この場合、無線受信装置５００が、周波数ダウンコンバートして生成した復調信号、すなわち放送信号などを、ビデオレコーダ７４の記録部に記録や、録音、録画を行う。

さらに、電子機器が上記無線通信システムを備える場合、例えば、無線送信装置１００を備えるアンテナ受信機と、無線受信装置５００を備える映像再生記録装置などとをセットにした電子機器が構成される。

本無線通信システムは、マイクロ波・ミリ波領域による広帯域無線伝送のため、無線通信システムおよび無線受信装置５００自体には、圧縮・伸張などのデジタル信号処理を備えさせる必要は無い。

しかも、本無線通信システムは、１つの基準信号に基づいて、アップコンバートおよびダウンコンバートを行うシステムのために、無線送信装置１００および無線受信装置５００で構成される無線通信システムにおいては、各局部発振器の周波数変動に伴う周波数の変動を調整するＡＦＣ（自動周波数制御）部を必要としない。それゆえ、電子機器の小型化および低コスト化が可能となる。

さらに、上記構成の電子機器は、ワイヤレスで映像信号などを出力、または記録できるため、アンテナのケーブル配線が簡易になる。また、例えば、映像信号が放送信号の多チャンネル放送であれば、多チャンネルの放送信号を一度に無線伝送することが可能となる。このため、複数の電子機器、例えば、ＴＶ受像機７２やビデオレコーダ７４には、異なったチャンネルを独立して同時に表示し、記録することが可能となる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、通信用データ信号や、放送用データ信号などを無線通信可能なマイクロ波・ミリ波帯の無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器に用いることができるが、これに限らず、その他の分野にも適用することができる。例えば、車載レーダなどのレーダ・センシング技術分野などに適用することができる。

本発明における無線送信装置の実施の一形態を示す模式図である。 上記無線送信装置における各信号の周波数配置を示す図であり、（ａ）は変調波信号を示し、（ｂ）は変調波信号をＩＦにアップコンバートした後のＩＦ信号を示す。 上記無線送信装置における各信号の周波数配置を示す図であり、（ａ）はミリ波帯にアップコンバートする前のＩＦ信号を示し、（ｂ）はＩＦ信号をミリ波帯にアップコンバートした後の無線信号を示す。 本発明における無線受信装置の実施の一形態を示す模式図である。 上記無線受信装置における各信号の周波数配置を示す図であり、（ａ）はＩＦにダウンコンバートする前の無線信号を示し、（ｂ）は無線信号をＩＦにダウンコンバートした後のＩＦ信号を示す。 上記無線受信装置における各信号の周波数配置を示す図であり、（ａ）は元の周波数にダウンコンバートする前のＩＦ信号を示し、（ｂ）はＩＦ信号を元の周波数にダウンコンバートした後の復調信号を示す。 上記無線受信装置における各信号の周波数配置を示す図であり、（ａ）は出力部５０１から出力される復調信号を示し、（ｂ）は出力部５０２から出力される復調信号を示す。 上記無線受信装置における可変増幅器８０２および周波数ミキサ８１０・８１２の一構成例を示す回路図である。 従来の送信機および受信機の構成を示す模式図である。

符号の説明

５１ 地上波放送用アンテナ
５２ 衛星放送用アンテナ
７１，７３ 衛星放送用・地上波放送用チューナ
７２ ＴＶ受像機（電子機器）
７４ ビデオレコーダ（電子機器）
１００ 無線送信装置
１０１ 入力部
２００ ＩＦアップコンバート部（第１アップコンバート手段）
２１０ 分波器
２２０，２３０ ＩＦアップコンバータ（第３アップコンバート手段）
２２１，２３１ 可変増幅器（入力信号レベル調整手段）
２２２，２３２ ミキサ
２２３，２３３ バンドパスフィルタ
２４０ 基準信号付加部
２４１ 基準信号源
２４２ 可変増幅器
２５０ 電力合成器（多重信号生成手段）
３００ ミリ波周波数アップコンバート部（第２アップコンバート手段）
４００ 送信アンテナ
５００ 無線受信装置
５０１ 出力部
５０２ 出力部
６００ 受信アンテナ
７００ ＩＦダウンコンバート部（第１ダウンコンバート手段）
８００ 変調信号周波数ダウンコンバート部（第２ダウンコンバート手段）
８０１ 第１のフィルタ
８０２ 可変増幅器（第１増幅手段）
８０３ 第１の電力分配器（第１分配手段）
８０４ 第２のフィルタ（第１抽出手段）
８０５ 第３のフィルタ（第３抽出手段）
８０６ 第２の電力分配器（第２分配手段）
８０７ 第４のフィルタ（第２抽出手段）
８０８ 増幅器
８０９ 電力結合器（電力結合手段）
８１０ 周波数ミキサ（第３ダウンコンバート手段）
８１１ 低周波フィルタ
８１２ 周波数ミキサ（第４ダウンコンバート手段）
８１３ 低周波フィルタ
８２１ 分配ポート
８２２ 結合ポート
９１０ 入力整合回路部
９２０ マイクロ波トランジスタ
９３０ 出力整合回路部

Claims (6)

1. 受信した基準信号を含む無線多重信号を局部発振信号を用いてダウンコンバートする第１ダウンコンバート手段と、上記第１ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を上記基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第２ダウンコンバート手段とを備え、上記第２ダウンコンバート手段から出力された復調信号を出力する無線受信装置であって、
   上記第２ダウンコンバート手段は、
   上記第１ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を、復調する信号数に応じた複数の経路に分配する第１分配手段と、
   上記第１分配手段により分配された複数の経路のうちの１つである第１経路に、上記中間周波数多重信号から基準信号を含む第１中間周波数信号を抽出する第１抽出手段と、
   上記第１抽出手段から出力された信号を、第２経路と第３経路とに分配する第２分配手段と、
   上記第２経路に、上記基準信号を含む第１中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第３ダウンコンバート手段と、
   上記第３経路に、上記基準信号を含む第１中間周波数信号から当該基準信号のみを抽出する第２抽出手段と、
   上記第１分配手段により分配された第１経路以外の経路毎に設けられ、上記中間周波数多重信号から復調する信号となる第２中間周波数信号を抽出する第３抽出手段と、
   上記第３抽出手段から出力される第２中間周波数信号毎に設けられ、当該第３抽出手段から出力される第２中間周波数信号に、上記第２抽出手段から出力される基準信号を電力結合する電力結合手段と、
   上記電力結合手段から出力される基準信号を含む第２中間周波数信号毎に設けられ、当該電力結合手段から出力される基準信号を含む第２中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第４ダウンコンバート手段とを備え、
   上記第２抽出手段は、１つの増幅器と、上記第１抽出手段よりも周波数帯域の狭い１つの狭帯域フィルタとにより構成され、
   上記第１経路以外の経路毎に、上記第１分配手段と、上記第１経路と、上記第２分配手段と、上記第３経路と、上記電力結合手段と、上記第１経路以外の経路とにより線路ループが構成され、
   上記第１分配手段は、分配ポート間でアイソレーションを有し、上記電力結合手段は、結合ポート間でアイソレーションを有し、
   上記分配ポート間のアイソレーションと、上記結合ポート間のアイソレーションとの総和は、受信系統の中間周波数帯域内において、上記増幅器の利得の和よりも大きいことを特徴とする無線受信装置。
2. 上記第１分配手段は、ウイルキンソン型電力分配器であり、
   上記電力結合手段は、ウイルキンソン型電力結合器であることを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
3. 上記第２ダウンコンバート手段は、
   上記第１分配手段の前段に、上記第１ダウンコンバート手段から出力された信号を増幅および調整する第１増幅手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
4. 上記第１増幅手段は、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路により構成される増幅器であることを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
5. 上記第３ダウンコンバート手段および上記第４ダウンコンバート手段は、セルフバイアスで駆動されるマイクロ波トランジスタで構成される周波数ミキサであることを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線受信装置を備える電子機器であって、
   上記無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことを特徴とする電子機器。
   

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