JP6570798B2 - 受信機 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は、本実施の形態による受信機の構成図である。
本実施の形態による受信機は、図示のように、アンテナ1、フィルタ2、増幅器3、周波数変換部4、信号分離部5、復調部6を備える。アンテナ1は、複数の無線信号を受信するアンテナである。フィルタ2はアンテナ1で受信した無線信号に対して不要な信号を除去するための帯域通過フィルタである。増幅器3はフィルタ2からの出力信号を所定の増幅率で増幅する増幅器である。周波数変換部4は増幅器3で増幅された複数の信号を周波数変換する処理部である。信号分離部5は、周波数変換部4で周波数変換された信号に対して信号分離を行って、それぞれの信号として取り出す処理部である。復調部6は、信号分離部5で取り出された信号の復調を行う処理部である。
と表す。
ここでは説明のためにfLO1<fLO2、Δf1<Δf2とする。
信号源44は、第1のミキサ42へ
で表される信号を出力し、一方で、第2のミキサ43へ
で表される信号を出力する。
の関係を満たせば良い。式(7)及び式(8)中のnは整数とする。
となる。
ここで、
である。
図4は第1の帯域通過フィルタ45の出力信号を示す図である。
第1の帯域通過フィルタ45の出力信号は、第1のAD変換器47に入力される。
となる。
ここで、
である。第2の帯域通過フィルタ46の出力信号は、第2のAD変換器48に入力される。
である。
第1のAD変換器47の出力信号は、第1の位相変化部51及び第2の位相変化部52に入力される。このとき、第1のAD変換器47が動作する速度(以下、サンプリング周波数という)fsは、信号SCもしくは信号SDのうち、いずれか周波数帯域幅の広い信号の周波数帯域幅をBWとすると
と設定する。
である。
第2のAD変換器48の出力信号は、第1の位相変化部51及び第2の位相変化部52に入力される。このとき、第2のAD変換器48のサンプリング周波数は、第1のAD変換器47のサンプリング周波数fsと同じである。
となる。
ここで
である。第2の90゜移相器521の出力信号は、第2の加算器54に入力される。
となる。
ここで、
である。第1の90゜移相器511の出力信号は、第1の加算器53に入力される。
このような第1の位相変化部51からの出力信号を第1の加算器53で加算し、また、第2の位相変化部52からの出力信号を第2の加算器54で加算することで、第1の無線信号SA〜第4の無線信号SCを分離する。
第1の加算器53の出力信号S1_ADDは
となる。
ここで、
である。第1の加算器53の出力信号は、第1の低域通過フィルタ55と第1の高域通過フィルタ56にそれぞれ入力される。図5は第1の加算器53の出力信号を示す説明図である。
第2の加算器54の出力信号S2_ADDは
となる。
ここで、
である。第2の加算器54の出力信号は、第2の低域通過フィルタ57と第2の高域通過フィルタ58にそれぞれ入力される。図6は第2の加算器54の出力信号を示す説明図である。
となる。第1の低域通過フィルタ55の出力信号は復調部6に入力され、復調部6で復調される。
となる。第1の高域通過フィルタ56の出力信号は復調部6に入力され、復調部6で復調される。
となる。第2の低域通過フィルタ57の出力信号は復調部6に入力され、復調部6で復調される。
となる。第2の高域通過フィルタ58の出力信号は復調部6に入力され、復調部6で復調される。
fLO1<fLO2かつΔf1<Δf2の条件で説明を行ったが、
fLO1>fLO2かつΔf1<Δf2
fLO1<fLO2かつΔf1>Δf2
fLO1>fLO2かつΔf1>Δf2
の条件においても同じ効果が得られる。
また、第1の低域通過フィルタ55、第1の高域通過フィルタ56、第2の低域通過フィルタ57、第2の高域通過フィルタ58は、帯域通過フィルタや帯域制限フィルタなどに置き換えた場合においても同じ効果が得られる。
また、本実施の形態の説明では、受信する無線信号の数が四つの場合について説明を行ったが、受信する無線信号の数が三つの場合についても、四つの無線信号のうちいずれか一つを仮想的な信号とすることで四つの場合と同様に適用可能である。
実施の形態2の受信機は、周波数変換部におけるAD変換器がアンダーサンプリングで動作する点が実施の形態1とは異なり、図面上の構成は図1及び図2に示した実施の形態1の構成と同様であるため、図1及び図2を用いて説明する。
以下、実施の形態2の動作を、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
第1の帯域通過フィルタ45の出力信号は実施の形態1と同様に式(9)と表される。ここでΔf1≪Δf2と仮定する。中心周波数をΔf1とする信号を信号SASBとし、中心周波数をΔf2とする信号を信号SCSDとする。
である。
式(12)、式(13)中のΔf2をΔf2′に置き換えることにより、式(12)、式(13)が示す第1のAD変換器47の出力信号を示す式と同じになる。図9は、第1のAD変換器47の出力信号を示している。
第1のAD変換器47及び第2のAD変換器48以外の動作については実施の形態1と同じであるため省略する。
また、本実施の形態の説明では、信号SCSDのみをアンダーサンプリングした場合について説明を行ったが、アンダーサンプリング後の信号SASB及び信号SCSDの信号成分が互いに重複しなければ、信号SASB及び信号SCSDを共にアンダーサンプリングしても良い。
さらに、信号SASBのエイリアシング回数と信号SCSDのエイリアシングの回数は、同じである必要はなく、エイリアシングの回数についても制限は無い。
Claims (6)
- 第1〜第4のローカル信号を生成する信号源と、
前記第1及び第2のローカル信号を用いて周波数の異なる四つの無線信号を周波数変換する第1のミキサと、
前記第3及び第4のローカル信号を用いて周波数の異なる四つの無線信号を周波数変換する第2のミキサと、
前記第1のミキサの出力信号と前記第2のミキサの出力信号を入力信号として、当該入力信号の位相を変化させた信号を第1及び第2の出力端子から出力する第1の位相変化部と、
前記第1のミキサの出力信号と前記第2のミキサの出力信号を入力信号として、当該入力信号の位相を変化させた信号を第1及び第2の出力端子から出力する第2の位相変化部と、
前記第1の位相変化部の第1及び第2の出力端子の信号を加算する第1の加算器と、
前記第2の位相変化部の第1及び第2の出力端子の信号を加算する第2の加算器とを備え、
前記第1のローカル信号と前記第3のローカル信号の周波数は同一で位相が異なり、前記第2のローカル信号と前記第4のローカル信号の周波数は同一で位相が異なり、前記第1のローカル信号と前記第2のローカル信号の周波数は異なることを特徴とする受信機。 - 前記第1の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第1の無線信号と前記第1の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第1の無線信号との位相が互いに同相であり、
前記第1の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第2の無線信号と前記第1の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第2の無線信号との位相が互いに同相であり、
前記第1の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第3の無線信号と前記第1の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第3の無線信号との位相が互いに逆相であり、
前記第1の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第4の無線信号と前記第1の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第4の無線信号との位相が互いに逆相となるように、前記第1の位相変化部は前記入力信号の位相を変化させ、
前記第2の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第1の無線信号と前記第2の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第1の無線信号との位相が互いに逆相であり、
前記第2の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第2の無線信号と前記第2の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第2の無線信号との位相が互いに逆相であり、
前記第2の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第3の無線信号と前記第2の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第3の無線信号との位相が互いに同相であり、
前記第2の位相変化部の前記第1の出力端子から出力する前記第4の無線信号と前記第2の位相変化部の前記第2の出力端子から出力する前記第4の無線信号との位相が互いに同相となるように、前記第2の位相変化部は前記入力信号の位相を変化させることを特徴とする請求項1記載の受信機。 - 前記第1のローカル信号と前記第3のローカル信号の位相差は90°または−90°であり、前記第2のローカル信号と前記第4のローカル信号の位相差は90°または−90°であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の受信機。
- 前記第1のミキサの出力端子と、前記第1の位相変化部の入力端子と前記第2の位相変化部の入力端子の接続点との間に、第1のフィルタと第1のアナログデジタル変換器とを備え、
前記第2のミキサの出力端子と、前記第1の位相変化部の入力端子と前記第2の位相変化部の入力端子の接続点との間に、第2のフィルタと第2のアナログデジタル変換器とを備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の受信機。 - 前記第1のフィルタは中心周波数の異なる二つの信号を出力すると共に、当該二つの信号のうち、少なくとも一方の信号の周波数が、前記第1のアナログデジタル変換器のサンプリング周波数の半分より高く、かつ、当該サンプリング周波数でアンダーサンプリングを行った後に前記二つの信号の成分が互いに重複しない周波数とし、
前記第2のアナログデジタル変換器のサンプリング周波数を前記第1のアナログデジタル変換器の前記サンプリング周波数と同じとしたことを特徴とする請求項4記載の受信機。 - 前記第1のミキサ及び前記第2のミキサは、四つの無線信号に代えて三つの無線信号を周波数変換することを特徴とする請求項1記載の受信機。
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