JPS63175507A - マイクロ波周波数変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、マイクロ波送受信装置に用いるマイクロ波
周波数変換回路に関する。

（従来の技術） マイクロ波帯における周波数変換回路構成として、通常
は、ミキサを用いたスーパヘテロダイン方式が使用され
る。特に、ベースバンド信号周波数と送信あるいは受信
周波数が大きく異なり、しかも送信あるいは受信周波数
帯域幅が広い場合には、２段以上の変換回路を縦続接続
する必要がある。このような場合、所定の送信あるいは
受信周波数を選択するには、いずれかの周波数変換回路
の局部発振器を、所定の発振周波数に設定して行う方式
がとられる。

第６図は、従来の送信周波数変換装置で、ダブルコンバ
ージョン方式の構成を示している。まず、ベースバンド
信号周波数ｆ、は第１の周波数変換器１により、第１の
局部発振器２の発振周波数ｆＬｓ　だけもち上げられ、
中間周波数（Ｉｐ）ｆｔとなる。この中間周波数（ＩＰ
）ｆｓは、工Ｆ帯ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３で局
部発振リーク等の不要波が抑圧され、ＩＦ帯帯幅幅器４
所定のレベルまで増幅される。次にｆ、は、第２の周波
数変換器５によ勺、局部発振周波数Ｎ　ｆＬ＊だけもち
上げられて送信周波数ｆ、に変換され、送信ＢＰＦ６で
不要波が抑圧され、図示しなめ高出力増幅器等へ出力さ
れる。

上記第２の周波数変換器５０局部発振回路は、この例で
は第２の局部発振器７及び周波数逓倍器８で構成され、
逓倍次数はＮ　（Ｎ＞２）に設定されている。第２の周
波数変換器５０局部周波数ＮｆＬ＊帯で、充分な周波数
安定度、出力レベル等の必要な局部発振性能が得られる
局部発振器が構成できる場倹には、逓倍器８が省略され
ることもある。第６図で、送信周波数の周波数帯域ｆ、
±ＡＪ’ｌ内の所定の送信周波数を選択するには、第２
の局部発振器７の発振周波数を所定の値に設定して行わ
れる。

以上の周波数対応は下式で示される。但し、第１、第２
の周波数変換器１，５の出力周波数は、上側帯波に設定
されているものとする。

ｆ＊＝ｆＸ＋ｆＬｔ ｆｓ　±ｎｆ　ｓ　＝ｆｘ　十Ｎ　（ｆ　Ｌ！土ムｆ　
Ｌ！　）　＝　（ｆｓ　＋ｆ　Ｌｓ＋Ｎｆ　Ｌｘ　）±
ＮΔｆ　Ｌｘ 従って、第２局部発振器７の可変設定帯域幅ＢＷＬ及び
逓倍器８の所有出力帯域幅ＢＷＭけ、ＢＷＬ＝士ムｆｍ
　／Ｎ　Ｉ　　　ＢＷＭ＝±Δｆ。

となる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来のマイクロ波周波数変換回路は、以
下のような欠点を有する。

（１）各周波数変換器毎に専用の局部発振器を必要とす
るので、高価格で外形寸法も大きくなる。

特に、充分な周波数安定度を得るために、水晶基準発振
器を使用した位相同期発振器を局部発振器とする場合に
は、極めて高価格となル外形寸法も大きくなる。

（２）所望の送信周波数を選択するための局発系帯域幅
が、逓倍器の出力端では送信周波数帯域幅とほぼ同じに
、局部発振器では送信周波数帯域幅のほぼ１／Ｎ　（Ｎ
は逓倍器の逓倍次数）となるので、逓倍器、局部発振器
の広帯域化が必要となシ、調整時間の増大、出力レベル
、雑音性能等の特性劣化をきたす。

（８）以上の説明では、送信周波数変換回路（アップコ
ンバータ）について述べたが、受信周波数変換回路（ダ
ウンコンバータ）の場合忙ハ、上記の説明で信号の流れ
を逆にすれば全く同様の構成となり、同様の欠点を有す
ることは明らかである。

（り周波数変換器を３段以上に縦続させる多段変換回路
方式の場合には、必要局部発振器数も増大するので、上
記の欠点は一層大きくなる。

この発明は上記の欠点を除去すべくなされたもので、局
部発振器数を最小にし、送信あるいは受信周波数を選択
するだめの局部発振系帯域幅全減少可能とするマイクロ
波周波数変換回路を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） すなわち、この発明に係るマイクロ波周波数変換回路は
、２段以上の周波数変換器を有する多段型のものにおい
て、前記各周波数変換器の局部発振入力ホートラそれぞ
れ直接または周波数逓倍器を介して共通局部発振源に接
続して構成される。

特に、前記周波数変換器が３段以上であり、前記周波数
逓倍器が２個以上であるとき、各周波数逓倍器の入力端
を別の周波数変換器の局部発振入力ポートに接続される
別の周波数逓倍器の出力端に接続する。また前記局部発
振源に出力周波数可変手段金膜ける。

（作用） 上記構成によるマイクロ波周波数変換回路は、複数の周
波数変換器による局部発振入力をそれぞれ共通の局部発
振リークを周波数逓倍器で任意に逓倍して得ているので
、局部発振系が極めて簡易構成であり、小型、低価格化
が可能である。また、例えば送（１ｉあるいは受信周波
数帯域幅をそれぞれの逓倍次数に応じて各局部発振系で
分担するので、逓倍器及び局部発振源に必要な動作周波
数帯域幅を従来回路に比べて狭くすることができ、調整
時間の大幅な短縮が可能となる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照し
て説明する。

第１図は第１の実施例を示すもので、第１周波数変換器
２ノの第１局部発振回路’ｋＮ１＝１　、逓倍器なしの
共通局部発振源２２のみとし、第２周波数変換器２５の
第２局部発振回路をＮ、＝Ｎの逓倍器２７及び共通局部
発振源２２で構成した、ダブルコンバージョン方式の送
信周波数変換回路である。

まず、ベースバンド信号周波数ｆ１は、第１の周波数変
換器２１により、第１局部発振周波数１）だけもち上げ
られて中間周波数（ＩＰ）ｆｔ　となる。そして、工Ｆ
帯ＢＰＦ、？Ｊで局部発振リーク等不要波が抑圧され、
工Ｆ帯増幅器２４で所定のレベルまで増幅される。次に
ｆ、は、第２の周波数変換器２５によシ、局部発振周波
数ＮｆＬだけもち上げられて送信周波数ｆ、に変換され
、送信ＢＰＦ２６で不要波が抑圧され、図示しない高出
力増幅器等へ出力される。第２の周波数変換器２５の局
部発振回路は、前記共通局部発振源２２に逓倍次数Ｎ　
（Ｎ〉２）の逓倍器２７を接続して構成される。

以上の周波数関係は下式で示される。但し、第１、第２
の周波数変換器の出力周波数は、上側帯波に設定されて
いるものとするＯ ｆ、土△ｆｚ　＝ｆｘ　＋Ｃｆ　Ｌ±△ｆＬ）ｆ、±△
ｆ、＝ｆ、±Δｆｘ　十Ｎ　（ｆＬ土△、ｌ’Ｌ）＝（
ｈ＋（１＋Ｎ）　ｆ　Ｌ　）±（１＋Ｎ）△ｆＬ従って
、局部発振器２２の可変設定帯域幅ＢＷＬ及び逓倍器２
７の出力帯域幅ＢＷＭは、 ＢＷＬ＝土△ｆｓ　／　（１＋Ｎ） ＢＷＭ＝±Ｎ△ｆｓ／（１＋Ｎ） となる。すなわち、送信周波数帯域幅上△ｆ、を同一と
した時、第６図に示した従来回路に比べて、局部発振器
は最小の１個で構成でき、局部発振器の可変設定帯域幅
及び逓倍器の出力帯域幅は、それぞれＮ／　（１＋Ｎ）
に低減される。例えば、Ｎ＝４の時従来の８０％に、Ｎ
＝３の時従来の７５％の動作帯域幅に低減される。

第２図は第２の実施例を示すもので、３段変換形の送信
周波数変換回路である。３１　、３５　。

３９は、第１．２　、３周波数変換器、３２は局部発振
器、３７．３８は逓倍次数がそれぞれＮ、。

Ｎｓ　　（Ｎｘ　　、Ｎｓ　〉２）の逓倍器である。尚
、各中間周波数帯のＢＰＦ、増幅器及び送信ＢＰＦは、
説明の簡単化のため省略しである。以下に周波数関係式
を示す。

ｆ、±△ｆｘ　＝ｆ　ｔ　十ｆ　Ｌ±△ｆＬｆ、　±△
ｆｓ＝ｆ宜　士Δｆｔ　　＋Ｎｗ　　　ＣｆＬ±△ｆＬ
）”　（ｆ１＋（１＋Ｎ！　）　ｆ　Ｌ）±（１＋Ｎ＊
　）△ｆＬｆ４±△ｆ＋＝ｆｓ±△ｆ　ｓ　十Ｎ！　Ｎ
ｓ　（ｆ　Ｌ±△ｆＬ）−（ｆｔ　＋（１＋Ｎｔ　＋Ｎ
ｔ　Ｎｓ　）　ｆ　”　）±（１＋Ｎｍ　十Ｎｔ　Ｎｇ
　）△７Ｌ従って、局部発振器３２の可変設定帯域幅Ｂ
ＷＬ及び逓倍器３７．３８の出力帯域幅ＢＷＭ、。

ＢＷＭ、は、 ＢＷＬ＝±△ｆ４／　（１＋Ｎｔ　＋Ｎｔ　Ｎｓ　）Ｂ
ＷＭ宜＝±Ｎ２△Ｊ’４　／　（１＋Ｎｔ　十Ｎｔ　Ｎ
ｓ　）ＢＷＭ、已±Ｎ、　Ｎ、△ｆ　４　／　（１＋Ｎ
ｔ　十Ｎｔ　Ｎｓ　）となる。例えばＮ！＝４　、Ｎ５
＝２の時、局部発振器３２．逓倍器３７．３８の動作周
波数帯域幅は、全送信周波数帯域幅子△ｆ４のそれぞれ
１／１３゜４／１３　、８／１３に、又Ｎ、　＝３　、
　Ｎ、　＝２の時は、それぞれ１／１０，３／１０，６
／１０となる。

第３図は第３の実施例を示すもので、３段変換形の送信
周波数変換回路である。４１．４５゜４９は第１．２．
３周波数変換器、４２は局部発振器、４６．４７．４８
は逓倍次数がそれぞれＮｌ　　ｒ　Ｎｔ　　＋　Ｎ、（
Ｎｓ〜Ｎｓ＞２）の逓倍器である。尚、各中間周波数帯
のＢＰＦ、増幅器及び送信ＢＰＦは、説明の簡単化のた
め省略しである。

この場合の周波数関係式を以下に示す。

ｆ！±Δｆ＊　＝Ｊ’ｌ　＋Ｎａ　　Ｃｆ　Ｌ±△ｆＬ
）ｆｓ土△ｆｍ＝ｆｘ士△ｆ＊　十Ｎｔ　　Ｃｆ　Ｌ±
△ｆＬ）＝ｆ　ｌ　＋（Ｎｔ　＋Ｎａ　）　ｆ　Ｌ±（
Ｎｌ　＋Ｎａ　）△ｆＬｆ４±△ｆ４＝ｆｓ土△ｆｓ　
＋Ｎａ　　Ｃｆ　Ｌ±△ｆＬ）＝ｆ□＋ＣＮｓ　＋Ｎａ
　十Ｎｓ　）　ｆ　Ｌ±（”ｔ　＋Ｎｔ十Ｎ、）ΔｆＬ 従って局部発振器４２の可変設定帯域幅ＢＷＬ及び逓倍
器４６．４７．４８の出力帯域幅ＢＷＭ、。

ＢＷＭ、、ＢＷＭ、は、 Ｂ　Ｗ　Ｌ　＝土△へ／　（Ｎｌ　十Ｎ！　十Ｎ３　）
ＢＷＭ、＝±Ｎ、△Ｊ’４　／　（Ｎｔ　＋Ｎａ　十Ｎ
ｓ　）ＢＷＭ、＝±Ｎ、△ｆ４／　（Ｎｔ　＋Ｎａ　十
Ｎｍ　）ＢＷＭ、＝土Ｎ、△ｂ　／　（Ｎｔ　十Ｎｔ　
＋Ｎａ　）となり、各逓倍器の逓倍次数に対応して帯域
幅を分担することになシ、従来回路に比べて逓倍器の調
整時間が短縮される。

第４図はこの発明の一応用例で第３図の各逓倍器の逓倍
次数をすべて１に、っ１シ逓倍器なしで局発系を構成し
た場合である。この場合には、上式から局部発振器５２
の可変設定帯域幅及び各周波数変換器の局部発振帯域幅
を士△ｆ４／３に設定すればよい。

第５図はこの発明を送受信機に応用した場合の構成を示
すものである。６１．６２は第１，２周波数変換器（ア
ップコンバータ）、６３は高出力増幅器、６４は局部発
振器、６５は局部発振逓倍器、６７．６６は第１，２周
波数変換器（ダウンコンバータ、６８は低雑音増幅器、
６９は分波器、７０はアンテナである。

この実施例では、２段変換形の送受信系において、共通
の局部発振器６４を用い、送信受信周波数を変更設定す
る場合には、局部発振器６４の周波数変更によシ同時に
変える構成である。この構成によれば、送受信系全体で
１台の局部発振器、逓倍器で済み、従来回路に比べ、大
幅な小形、低価格化が可能である。

したがって、上記各実施例のように構成したマイクロ波
周波数変換回路は、２段以上の多段変換形周波数変換回
路について、各周波数変換器の局部発振ホートラ直接ま
たは周波数逓倍器を介して共通の局部発振器に接続して
構成しているので、従来回路の構成に比べて、局部発振
器数を、最小の１台とすることができ、出力または入力
周波数を局部発振周波数で設定する場合には、局部発振
器の最大可変設定帯域幅及び各逓倍器の最大動作周波数
帯域幅を減少させることができる。これにより、外形寸
法の小形化、調整時間の短縮等の低価格化が実施できる
。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、局部発振器数を最小に
し、送信あるいは受信周波数を選択するだめの局部発振
系帯域幅を減少可能とするマイクロ波周波数変換回路を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれこの発明に係るマイクロ波
周波数変換回路の第１乃至第３の実施例を説明するだめ
の構成図で、アップコンバータとして構成した場合であ
り、第４図及び第５図はそれぞれこの発明のマイクロ波
周波数変換回路の応用例で、第４図は逓倍器を使用しな
い場合の構成図、亀５図は送受信機に応用した場合の構
成図であり、第６図は従来の送信周波数変換回路の一構
成例を示す図である。 １．５，２１，２５，３１，３５，３９，４１ｊ４５，
４９，５１，５５，５９，６１，６２゜６６．６７・・
・周波数変換器、２，７，２２，３２．４２，５２．６
４・・・局部発振器、８．２７゜３７．３８．４６，４
７．４８．６５・・・周波数逓倍器、３，６，２３．２
６・・・ＢＰＦ、（，２４・・・中間周波増幅器。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２段以上の周波数変換器を有する多段型のマイク
   ロ波周波数変換回路において、前記各周波数変換器の局
   部発振入力ポートを同一の局部発振源に接続したことを
   特徴とするマイクロ波周波数変換回路。
2. （２）前記局部発振入力ポートのいくつかを周波数逓倍
   器を介して同一の局部発振源に接続したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載のマイクロ波周波数変
   換回路。
3. （３）前記周波数変換器が３段以上であり、２段目以上
   の前記周波数変換器の局部発振入力ポートを周波数逓倍
   器を介して前段の周波数変換器の局部発振入力ポートに
   接続したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載のマイクロ波周波数変換回路。
4. （４）前記局部発振器は出力周波数可変手段を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）
   項記載のマイクロ波周波数変換回路。