Die vorliegende Erfindung betrifft ein Frequenzumwandlungssystem zur Wellenformanalyse eines HF- und Breitband-Analogsignals, das in der Nachrichtenübermittlung wie etwa dem Mobilfunk und dergleichen verwendet wird, oder zur Umwandlung einer Frequenz für eine Digitalanalyseeinrichtung zur Spektralanalyse des Analogsignals und betrifft insbesondere ein Frequenzumwandlungssystem, das Verzerrungen, die in einer umgewandelten Welle aufgrund von in einem Breitband-Analogsignal enthaltener Augenblicksleistung verursacht werden, reduzieren und eine umgewandelte Breitbandwelle mit einem Hochdynamikbereich realisieren kann.The present invention relates to a frequency conversion system for waveform analysis of an RF and wideband analog signal used in communications such as cellular and the like, or to convert a frequency to a digital analyzer for spectral analysis of the analog signal, and particularly relates to a frequency conversion system that detects distortions, which are caused in a converted wave due to instantaneous power contained in a broadband analog signal and can realize a converted broadband wave having a high dynamic range.
Ein drahtloses Signal, das in der Nachrichtenübermittlung wie etwa im Mobilfunk verwendet wird, ist eine modulierte Welle in einem HF-Band von mehreren GHz oder darüber und einem Breitband von mehreren zehn MHz oder höher. Als eine Vorrichtung zum Ausführen der Analyse wie etwa der Spektralanalyse eines Signals in einem solchen HF-Band und Breitband wird herkömmlich ein analoger Spektralanalysator verwendet.A wireless signal used in communication such as mobile communication is a modulated wave in an RF band of several GHz or above and a wideband of tens of MHz or higher. As an apparatus for carrying out the analysis such as the spectrum analysis of a signal in such an RF band and a broad band, an analog spectrum analyzer is conventionally used.
Es ist bekannt, dass der analoge Spektralanalysator eine Schaltungskonfiguration aufweist, wie sie in 15 gezeigt und in JP-A H02-47563 (KOKAI) beschrieben ist. In dem Spektralanalysator wird ein zu messendes Analogsignal x(t) in einen Mischer 12 eingespeist, dem ein Ortssignal von einem Ortsignalgenerator 11 zugeführt wird. Das Analogsignal x(t) wird mit dem Ortssignal L in dem Mischer 12 gemischt, und ein Mischsignal wird von dem Mischer 12 an ein schmalbandiges Bandpassfilter 13 ausgegeben. In diesem Bandpassfilter 13 wird eine Differenzfrequenzkomponente zwischen dem Analogsignal x(t) und dem Ortssignal L aus dem Mischsignal extrahiert, und das extrahierte Signal wird ausgegeben. Frequenzen des Ortssignals L werden in dem Breitband gewobbelt. Gleichzeitig mit dem Wobbeln der Frequenzen wird der Pegel jeder in dem Analogsignal x(t) enthaltenen Frequenzkomponente aus dem Ausgangssignal des Bandpassfilters 13 detektiert, und die Wellenform oder das Spektrum des Analogsignalx x(t) wird analysiert.It is known that the analog spectrum analyzer has a circuit configuration as shown in FIG 15 shown and in JP-A H02-47563 (KOKAI) is described. In the spectrum analyzer, an analog signal x (t) to be measured becomes a mixer 12 fed, which is a location signal from a location signal generator 11 is supplied. The analog signal x (t) is applied to the location signal L in the mixer 12 mixed, and a mixed signal is from the mixer 12 to a narrowband bandpass filter 13 output. In this bandpass filter 13 A difference frequency component between the analog signal x (t) and the location signal L is extracted from the composite signal, and the extracted signal is output. Frequencies of the location signal L are wobbled in the wideband. Simultaneously with the sweeping of the frequencies, the level of each frequency component included in the analog signal x (t) becomes the output of the bandpass filter 13 is detected, and the waveform or spectrum of the analog signal x x (t) is analyzed.
Wenn jedoch das zu messende Analogsignal x(t), wie oben beschrieben, die modulierte Breitbandwelle ist, ist in dem Analogsignal x(t) eine Spitzenleistung mit einem sehr großen Verhältnis von Spitzenleistung zu mittlerer Leistung enthalten, und bei dem oben beschriebenen Spektralanalysator wird die gesamte Leistung des Analogsignals x(t) in den Mischer 12 eingespeist. Ein solches Analogsignal x(t) bewirkt also, dass eine Intermodulationsverzerrung in dem Ausgangssignal des Mischers jenseits des geeigneten Betriebsbereichs des Mischers 12 auftritt, und bewirkt, dass in dem Messwert ein Fehler auftritt.However, when the analog signal x (t) to be measured is the modulated broadband wave as described above, a peak power to average power peak power is included in the analog signal x (t), and in the spectrum analyzer described above total power of the analog signal x (t) in the mixer 12 fed. Such an analog signal x (t) thus causes an intermodulation distortion in the output of the mixer beyond the proper operating range of the mixer 12 occurs and causes an error to occur in the metric.
Um das Auftreten der Intermodulationsverzerrung zu verhindern, ist normalerweise ein Dämpfungsglied in der Vorstufe des Mischers 12 vorgesehen, und es wird eine Schaltungskonfiguration zum Dämpfen der Spitzenleistung des Eingangssignals auf eine solche Weise verwendet, dass die Spitzenleistung des Eingangssignals in den geeigneten Bereich gelangt. Bei dieser Schaltungskonfiguration besteht jedoch das Problem, dass der Pegel der mittleren Leistung, die in den Mischer 12 eingeführt wird, durch das Dämpfungsglied gesenkt wird, infolgedessen der Rauschabstand des Signals kleiner wird und der dynamische Messbereich schmal wird.To prevent the occurrence of intermodulation distortion is usually an attenuator in the precursor of the mixer 12 and a circuit configuration is used for attenuating the peak power of the input signal in such a manner that the peak power of the input signal comes within the appropriate range. In this circuit configuration, however, there is the problem that the level of average power flowing into the mixer 12 is introduced, is lowered by the attenuator, as a result, the signal to noise ratio of the signal is smaller and the dynamic range becomes narrow.
Ferner gibt es als ein Schaltungssystem zum Lösen dieses Problems ein Filterwahlsystem, bei dem eine Vielzahl von Filtern, die im Band voneinander verschieden sind, in der Vorstufe des Mischers 12 vorgesehen sind, so dass die Filter ausgewählt werden können, und ein Filter in der Vorstufe wird in Abhängigkeit von der Frequenz des dem Mischer 12 zugeführten Ortssignals L ausgewählt. Ferner gibt es als ein weiteres Schaltungssystem ein Nachlaufsystem, bei dem ein Filter von einem Typ mit variabler Frequenz in der Vorstufe des Mischers 12 vorgesehen ist und die Frequenz des Filters geändert wird, um der Frequenz des Ortssignals zu folgen. Jedes dieser Systeme ist jedoch ein System, bei dem das Spektrum des Eingangssignals durch das Wobbeln des Ortssignals L analysiert wird, und somit besteht das Problem, dass das Analogsignal x(t) theoretisch nicht in Echtzeit gemessen werden kann.Further, as a circuit system for solving this problem, there is a filter selection system in which a plurality of filters different from each other in the band are in the preliminary stage of the mixer 12 are provided so that the filters can be selected, and a filter in the precursor is dependent on the frequency of the mixer 12 supplied location signal L selected. Further, as another circuit system, there is a tracking system in which a filter of a variable frequency type is provided in the preliminary stage of the mixer 12 is provided and the frequency of the filter is changed to follow the frequency of the location signal. However, each of these systems is a system in which the spectrum of the input signal is analyzed by wobbling the location signal L, and thus there is a problem that the analog signal x (t) can not theoretically be measured in real time.
Ein weiteres Frequenzumwandlungssystem ist aus der US 7,466,767 62 bekannt. Hier wird vorgeschlagen, das analoge Eingangssignal in einen Satz von Signalen aufzuteilen, die jeweils durch einen Bandpassfilter begrenzt werden, getrennt voneinander digitalisiert werden und anschließend wieder zusammengesetzt werden. In der US 2005/0193419 A1 ist ebenfalls ein Frequenzumwandlungssystem mit mehreren Mischern gezeigt. In der US 2006/0267814 A1 ist ein Analog-Digital-Konverter beschrieben, in dem ein analoges Eingangssignal parallel in mehreren Wandlern digitalisiert wird, wobei die digitalisierten Signale nach den Wandlern einer Fehlerkorrektur unterzogen werden.Another frequency conversion system is from the US 7,466,767 62 known. Here it is proposed to divide the analog input signal into a set of signals, each bounded by a bandpass filter, digitized separately, and then reassembled. In the US 2005/0193419 A1 Also shown is a frequency conversion system with multiple mixers. In the US 2006/0267814 A1 An analog-to-digital converter is described in which an analog input signal is digitized in parallel in a plurality of transducers, wherein the digitized signals are subjected to error correction after the transducers.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Frequenzumwandlungssystem bereitzustellen, das in einem Hochdynamikbereich zur Echtzeitanalyse eines Spektrums eines Breitbandsignals eines HF-Bands das Breitbandsignal des HF-Bands in ein Signal eines niedrigeren Frequenzbands umwandelt, in dem die Digitalverarbeitung vereinfacht wird.It is an object of the present invention to provide a frequency conversion system which, in a high dynamic range for real-time analysis of a spectrum of a wideband signal of an RF band, converts the wideband signal of the RF band to a signal of a lower frequency band in which digital processing is simplified.
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Frequenzumwandlungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt. In order to achieve the above object, according to one aspect of the invention, there is provided a frequency conversion system having the features of claim 1.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ferner das Frequenzumwandlungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 2 bereitgestellt.According to a second aspect of the invention, there is further provided the frequency conversion system having the features of claim 2.
Nach einem weiteren optionalen Aspekt der Erfindung wird ein Frequenzumwandlungssystem nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, wobei
der Signalverzweigungsabschnitt das umzuwandelnde Signal in eine Vielzahl von (M) Signalen verzweigt, die verzweigten Signale in M Bandpassfilter einspeist, die jeweils nur die Signalkomponente jedes der unterteilten Bänder durchlassen, und bewirkt, dass die Bandpassfilter die Signalkomponenten der Bänder parallel miteinander ausgeben.According to another optional aspect of the invention, there is provided a frequency conversion system according to the first or second aspect of the invention, wherein
the signal branching section branches the signal to be converted into a plurality of (M) signals, feeds the branched signals into M band-pass filters each passing only the signal component of each of the divided bands, and causes the band-pass filters to output the signal components of the bands in parallel with each other.
Nach einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung wird ferner das Frequenzumwandlungssystem nach einem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung bereitgestellt, wobei
der Frequenzumwandlungsabschnitt besteht aus einer Vielzahl von Frequenzwandlern, um von dem Signalverzweigungsabschnitt ausgegebene Signale der jeweiligen Bänder und von den Ortssignalgeneratoren ausgegebene Ortssignale, die den Signalen der jeweiligen Bänder entsprechen, miteinander zu mischen und die Signale der Bänder in Signale von Zwischenfrequenzbändern umzuwandeln, die jeweils die Zwischenfrequenz als die Mittenfrequenz aufweisen, und
eine Vielzahl von (M) A/D-Wandlern, um die Signale der Zwischenfrequenzbänder, in welche durch die Vielzahl von Frequenzwandlern eine Umwandlung erfolgt ist, unter Anwendung eines gemeinsamen Abtasttakts in Digitalsignale umzuwandeln und die jeweiligen Digitalsignale auszugeben, und
jeder der Frequenzwandler besteht aus einem gleichphasigen Eingangssignalverteiler (44) zum gleichphasigen Verzweigen eines Signals jedes Bands in eine Vielzahl von (K) Signalen,
einem gleichphasigen Ortssignalverteiler zum gleichphasigen Verzweigen des Ortssignals in K Signale,
einer Vielzahl von (K) Mischern zum Empfangen von von dem gleichphasigen Eingangssignalverteiler gleichphasig verzweigten Signalen und von dem gleichphasigen Ortssignalverteiler gleichphasig verzweigten Ortssignalen und zum Mischen der empfangenen Signale miteinander, und
einem Synthesizer zum Addieren und Verknüpfen von Ausgangssignalen der Vielzahl von Mischern miteinander.According to another possible aspect of the invention, there is further provided the frequency conversion system according to any preceding aspect of the invention, wherein
the frequency conversion section is composed of a plurality of frequency converters for mixing signals output from the signal branching section of the respective bands and location signals output from the location signal generators corresponding to the signals of the respective bands and converting the signals of the bands into signals of intermediate frequency bands, respectively Intermediate frequency as the center frequency, and
a plurality of (M) A / D converters for converting the signals of the intermediate frequency bands into which a conversion has been made by the plurality of frequency converters into digital signals using a common sampling clock and outputting the respective digital signals, and
each of the frequency converters consists of an in-phase input signal distributor ( 44 ) for in-phase branching of a signal of each band into a plurality of (K) signals,
an in-phase local signal distributor for in-phase branching of the local signal into K signals,
a plurality of (K) mixers for receiving signals in-phase branched from the in-phase input signal distributor and in-phase branched signals from the in-phase local signal distributor and for mixing the received signals with each other, and
a synthesizer for adding and combining outputs of the plurality of mixers with each other.
Nach einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung wird das Frequenzumwandlungssystem nach einem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung bereitgestellt, wobei
der Frequenzumwandlungsabschnitt besteht aus:
einer Vielzahl von (M) Frequenzwandlern, um von dem Signalverzweigungsabschnitt (21) ausgegebene Signale der jeweiligen Bänder und von den Ortssignalgeneratoren ausgegebene Ortssignale, die den Signalen der jeweiligen Bänder entsprechen, miteinander zu mischen, die Signale der Bänder in Signale von Zwischenfrequenzbändern umzuwandeln, die jeweils die Zwischenfrequenz als die Mittenfrequenz aufweisen, die zwischenfrequenzband-umgewandelten Signale in Digitalsignale umzuwandeln und die Digitalsignale auszugeben, und
jeder der Frequenzwandler besteht aus
einem gleichphasigen Eingangssignalverteiler zum gleichphasigen Verzweigen eines Signals jedes Bands in eine Vielzahl von (K) Signalen,
einem gleichphasigen Ortssignalverteiler zum gleichphasigen Verzweigen des Ortssignals in K Signale,
einer Vielzahl von (K) Mischern zum Empfangen von von dem gleichphasigen Eingangssignalverteiler gleichphasig verzweigten Signalen und von dem gleichphasigen Ortssignalverteiler gleichphasig verzweigten Ortssignalen und zum Mischen der empfangenen Signale miteinander,
einer Vielzahl von (K) A/D-Wandlern zum Umwandeln von Ausgangssignalen der Vielzahl von Mischern in Digitalsignale unter Anwendung eines gemeinsamen Abtasttakts, und
einem Synthesizer zum Addieren und Verknüpfen von Ausgangssignalen der Vielzahl von A/D-Wandlern miteinander.According to another possible aspect of the invention, the frequency conversion system according to one of the preceding aspects of the invention is provided, wherein
the frequency conversion section consists of:
a plurality of (M) frequency converters for receiving from the signal branching section (16) 21 ) to mix signals of the respective bands and location signals output from the location signal generators corresponding to the signals of the respective bands, to convert the signals of the bands into signals of intermediate frequency bands each having the intermediate frequency as the center frequency, the intermediate frequency band converted signals in To convert digital signals and output the digital signals, and
each of the frequency converters consists of
an in-phase input signal distributor for in-phase branching of a signal of each band into a plurality of (K) signals,
an in-phase local signal distributor for in-phase branching of the local signal into K signals,
a plurality of (K) mixers for receiving signals in-phase branched from the in-phase input signal distributor and in-phase branched signals from the in-phase local signal distributor and for mixing the received signals with each other,
a plurality of (K) A / D converters for converting output signals of the plurality of mixers into digital signals using a common sampling clock, and
a synthesizer for adding and combining outputs of the plurality of A / D converters with each other.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ZEICHNUNGSFIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE SEVERAL DRAWING FIGURES
1 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration eines Frequenzumwandlungssystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 10 is a block diagram showing the circuit configuration of a frequency conversion system according to an embodiment of the present invention;
2 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Signalverarbeitung in dem Frequenzumwandlungssystem von 1; 2 a waveform diagram for explaining the signal processing in the frequency conversion system of 1 ;
3 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration jedes Frequenzwandlers in dem Frequenzumwandlungssystem von 1 zeigt; 3 a block diagram showing the circuit configuration of each frequency converter in the frequency conversion system of 1 shows;
4 ein Wellenformdiagramm von Frequenzbändern zur Erläuterung eines Beispiels eines Kalibrierverarbeitungsverfahrens in dem Frequenzumwandlungssystem von 1; 4 a waveform chart of frequency bands for explaining an example of a calibration processing method in the frequency conversion system of 1 ;
5 ein Wellenformdiagramm und eine Wellenformkurve, die Frequenzbänder, die nach dem Kalibrierverarbeitungsverfahren von 4 korrigiert sind, bzw. Phasendifferenzcharakteristiken der Frequenzbänder zeigt; 5 a waveform diagram and a waveform curve, the frequency bands generated by the calibration processing method of 4 are corrected, and shows phase difference characteristics of the frequency bands;
6 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration des Frequenzwandlers von 1 zeigt; 6 a block diagram showing the circuit configuration of the frequency converter of 1 shows;
7 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration nach einem anderen Beispiel des Signalverzweigungsabschnitts von 1 zeigt; 7 12 is a block diagram showing the circuit configuration according to another example of the signal branching section of FIG 1 shows;
8 ein Wellenformdiagramm, das Durchlassbänder von Bandpassfiltern von 7 zeigt; 8th a waveform diagram showing passbands of bandpass filters of 7 shows;
9 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration nach noch einem weiteren Beispiel des Signalverzweigungsabschnitts von 1 zeigt; 9 12 is a block diagram showing the circuit configuration according to still another example of the signal branching section of FIG 1 shows;
10 ein Wellenformdiagramm, das Durchlassbänder von Bandpassfiltern von 9 zeigt; 10 a waveform diagram showing passbands of bandpass filters of 9 shows;
11 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration nach noch einem weiteren Beispiel des Signalverzweigungsabschnitts von 1 zeigt; 11 12 is a block diagram showing the circuit configuration according to still another example of the signal branching section of FIG 1 shows;
12 ein Wellenformdiagramm, das Durchlassbänder von Bandpassfiltern von 11 zeigt; 12 a waveform diagram showing passbands of bandpass filters of 11 shows;
13 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration nach einem weiteren Beispiel des Frequenzwandlers des Frequenzumwandlungsabschnitts von 1 zeigt; 13 a block diagram showing the circuit configuration according to another example of the frequency converter of the frequency conversion section of 1 shows;
14 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration nach noch einem weiteren Beispiel des Frequenzwandlers des Frequenzumwandlungsabschnitts von 1 zeigt; und 14 12 is a block diagram showing the circuit configuration according to still another example of the frequency converter of the frequency conversion section of FIG 1 shows; and
15 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration eines herkömmlichen Frequenzumwandlungssystems zeigt. 15 a block diagram showing the circuit configuration of a conventional frequency conversion system.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ein Frequenzumwandlungssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.A frequency conversion system according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
1 ist ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration eines Frequenzumwandlungssystems 20 nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In das Frequenzumwandlungssystem 20 von 1 wird ein breitbandiges Analogsignal in dem HF-Band von mehreren GHz wie etwa dem HF-Band des Wellenlängenmultiplex- bzw. OFDM-Systems, das im Mobilfunkverkehr verwendet wird und sich über ein Breitband von mehreren zehn MHz erstreckt, in einen Signalverzweigungsabschnitt 21 als ein Eingangssignal x(t) eingespeist. In dem Frequenzumwandlungssystem 20 wird das Eingangssignal x(t) für die Digitalsignalverarbeitung in ein Signal eines Niederfrequenzbands von beispielsweise mehreren hundert MHz umgewandelt. 1 FIG. 12 is a block diagram showing the circuit configuration of a frequency conversion system. FIG 20 according to the embodiment of the present invention. In the frequency conversion system 20 from 1 For example, a broadband analog signal in the RF band of several GHz, such as the RF band of the wavelength division multiplexing (OFDM) system used in mobile communications and extending over a broad band of several tens of MHz, becomes a signal branching section 21 as an input signal x (t) is input. In the frequency conversion system 20 For example, the input signal x (t) for digital signal processing is converted into a signal of a low frequency band of, for example, several hundreds MHz.
In dem Signalverzweigungsabschnitt 21 wird der vorbestimmte Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW), in dem das analoge Eingangssignal x(t) enthalten ist, in M aufeinanderfolgende Frequenzbänder unterteilt, und Signalkomponenten der unterteilten Bänder werden extrahiert und parallel ausgegeben. In der Schaltung nach dieser Ausführungsform wird das Eingangssignal x(t) parallel in M Signale verzweigt, und die M Signale werden jeweils in M Bandpassfilter 22(1) bis 22(M) eingespeist. Dabei ist M eine ganze Zahl gleich 2 oder größer.In the signal branching section 21 The predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW) in which the analog input signal x (t) is included is divided into M consecutive frequency bands, and signal components of the divided bands are extracted and outputted in parallel. In the circuit according to this embodiment, the input signal x (t) is branched in parallel into M signals, and the M signals are respectively M bandpass filters 22 (1) to 22 (M) fed. Where M is an integer equal to 2 or greater.
Wie 2(a) zeigt, wird ein vorbestimmter Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW), in dem eventuell ein umzuwandelndes Signal enthalten ist, in die M Bandpassfilter 22(1) bis 22(M) eingespeist. Wenn f0 dabei beispielsweise 2 GHz ist (f0 = 2 GHz) und fBW dabei 100 MHz ist (fBW = 100 MHz), entspricht der vorbestimmte Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW) 2 GHz bis 2,1 GHz. Dabei werden M Eingangssignale, die jeweils eine gleiche Frequenzbreite fW = fBW/M aufweisen, jeweils in die Bandpassfilter 22(1) bis 22(M) eingespeist. Wenn ferner beispielsweise M 10 ist (M = 10), wird der vorbestimmte Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW) in zehn 10-MHz-Bänder (100/10 = 10 MHz) unterteilt, und Signale x1(t) bis xM(t) der unterteilten Bänder werden von den Bandpassfiltern 22(1) bis 22(M) selektiv extrahiert. Die extrahierten Signale x1(t) bis xM(t) werden jeweils in M Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) eines noch zu beschreibenden Frequenzumwandlungsabschnitts 26 eingespeist.As 2 (a) 1, a predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW) possibly including a signal to be converted is input to the M band-pass filters 22 (1) to 22 (M) fed. For example, if f0 is 2 GHz (f0 = 2 GHz) and fBW is 100 MHz (fBW = 100 MHz), the predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW) is 2 GHz to 2.1 GHz. In this case, M input signals, each having a same frequency width fW = fBW / M, respectively in the bandpass filter 22 (1) to 22 (M) fed. Further, for example, when M is 10 (M = 10), the predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW) is divided into ten 10 MHz bands (100/10 = 10 MHz), and signals x1 (t) to xM (t ) of the divided bands are from the bandpass filters 22 (1) to 22 (M) selectively extracted. The extracted signals x1 (t) to xM (t) are respectively converted into M frequency converters 27 (1) to 27 (M) a frequency conversion section to be described later 26 fed.
Wenn dabei angenommen wird, dass die Mittenfrequenzen der von den Bandpassfiltern 22(1) bis 22(M) extrahierten Frequenzbänder fc1 bis fcM sind, werden die Durchlassbänder der Bandpassfilter 22(1) bis 22(M) jeweils als (fc1 ± fW/2), (fc2 ± fW/2), ..., (fcM ± fW/2) vorgegeben.If it is assumed that the center frequencies of the bandpass filters 22 (1) to 22 (M) extracted frequency bands are fc1 to fcM, the passbands of the band pass filters 22 (1) to 22 (M) are given as (fc1 ± fW / 2), (fc2 ± fW / 2), ..., (fcM ± fW / 2).
Der Frequenzumwandlungsabschnitt 26 besteht aus einer Vielzahl von Frequenzwandlern 27(1) bis 27(M) und A/D-Wandlern 30(1) bis 30(M). In dem Frequenzumwandlungsabschnitt 26 werden die Signale x1(t) bis xM(t) der jeweiligen Bänder, die von dem Signalverzweigungsabschnitt 21 ausgegeben werden, und Ortssignale L1 bis LM, die von Ortssignalgeneratoren 25(1) bis 25(M) ausgegeben werden und den Signalen der jeweiligen Bänder entsprechen, jeweils miteinander gemischt. Die Signale x1(t) bis xM(t) der Bänder werden durch das Mischen in Signale von Zwischenfrequenzbändern umgewandelt, die jeweils eine Zwischenfrequenz fc1 bis fcM als eine Mittenfrequenz aufweisen, die Signale der Zwischenfrequenzbänder werden jeweils in Digitalsignale umgewandelt, und die Signalfolge wird von dem Frequenzumwandlungsabschnitt 26 ausgegeben.The frequency conversion section 26 consists of a large number of frequency converters 27 (1) to 27 (M) and A / D converters 30 (1) to 30 (M). In the frequency conversion section 26 are the signals x1 (t) to xM (t) of the respective bands coming from the signal branching section 21 and location signals L1 to LM output from location signal generators 25 (1) to 25 (M) are output and correspond to the signals of the respective bands, each mixed together. The signals x1 (t) to xM (t) of the bands are converted by mixing into signals of intermediate frequency bands each having an intermediate frequency fc1 to fcM as a center frequency, the signals of the intermediate frequency bands are respectively converted into digital signals, and the signal sequence is changed from the frequency conversion section 26 output.
Die Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) sind mit den Ortssignalgeneratoren 25(1) bis 25(M) versehen, die jeweils den durch die Bandpassfilter 22(1) bis 22(M) durchgelassenen Signalen entsprechen. Die Ortssignalgeneratoren 25(1) bis 25(M) erzeugen Ortssignale L1 bis LM. Jeder der Ortssignalgeneratoren 25(1) bis 25(M) besteht aus einer PLL-Schaltung, die ein mit der Frequenz fr gemeinsames Referenzsignal R nutzt. Jedes der Ortssignale L1 bis LM weist eine Frequenz fL1 bis fLM auf, die eine genaue Differenz einer vorbestimmten Zwischenfrequenz fi von beispielsweise 50 MHz (fi = 50 MHz) in Bezug auf die Mittenfrequenz fc1 bis fcM jedes Bandpassfilters 22(1) bis 22(M) aufweist. Das Ortssignal L1 bis LM wird also ausgedrückt durch fL1 = (fc1 + fi), fL2 = (fc2 + fi), ..., fLM = (fcM + fi) oder fL1 = (fc1 – fi), fL2 = (fc2 – fi), ..., fLM = (fcM – fi). Dabei ist die Zwischenfrequenz fi auf eine Frequenz eingestellt, die niedriger als die untere Grenzfrequenz f0 des vorbestimmten Frequenzbereichs f0 bis (f0 + fBW) ist. The frequency converter 27 (1) to 27 (M) are with the location signal generators 25 (1) to 25 (M) each provided by the bandpass filter 22 (1) to 22 (M) pass through signals. The location signal generators 25 (1) to 25 (M) generate location signals L1 to LM. Each of the location signal generators 25 (1) to 25 (M) consists of a PLL circuit that uses a reference signal R common to the frequency fr. Each of the location signals L1 to LM has a frequency fL1 to fLM which is an accurate difference of a predetermined intermediate frequency fi of, for example, 50 MHz (fi = 50 MHz) with respect to the center frequency fc1 to fcM of each band-pass filter 22 (1) to 22 (M) having. The location signal L1 to LM is thus expressed by fL1 = (fc1 + fi), fL2 = (fc2 + fi), ..., fLM = (fcM + fi) or fL1 = (fc1 - fi), fL2 = (fc2 - fi), ..., fLM = (fcM - fi). At this time, the intermediate frequency fi is set to a frequency lower than the lower limit frequency f0 of the predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW).
Jeder der Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) weist beispielsweise die Schaltungskonfiguration von 3 auf und besteht aus einem Mischer 27a und einem Bandpassfilter 27b. In jedem der Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) mischt der Mischer 27a das Ausgangssignal x1(t) bis xM(t) jedes Bandpassfilters 22(1) bis 22(M) mit dem Ortssignal L1 bis LM, das von dem Ortssignalgenerator 25(1) bis 25(M) entsprechend dem Bandpassfilter 22(1) bis 22(M) ausgegeben wird. Das Mischsignal von dem Mischer 27a wird dem Bandpassfilter 27b zugeführt. Das Bandpassfilter 27b extrahiert aus den gemischten Komponenten des Mischsignals eine Differenzfrequenzkomponente, d. h. die Komponente des Zwischenfrequenzbands (fi ± fW/2), welche die Zwischenfrequenz fi als die Mittenfrequenz aufweist, und gibt die extrahierte Komponente aus. In jedem Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) wird also jedes Signal x1(t) bis xM(t) in ein Signal y1(t) bis yM(t), das ein Zwischenfrequenzband fi ± fW/2 aufweist, umgewandelt.Each of the frequency converters 27 (1) to 27 (M) For example, indicates the circuit configuration of 3 on and consists of a mixer 27a and a bandpass filter 27b , In each of the frequency converters 27 (1) to 27 (M) mixes the mixer 27a the output signal x1 (t) to xM (t) of each bandpass filter 22 (1) to 22 (M) with the location signal L1 to LM, that of the location signal generator 25 (1) to 25 (M) according to the bandpass filter 22 (1) to 22 (M) is issued. The mixed signal from the mixer 27a becomes the bandpass filter 27b fed. The bandpass filter 27b From the mixed components of the composite signal, a difference frequency component, that is, the component of the intermediate frequency band (fi ± fW / 2) having the intermediate frequency fi as the center frequency, extracts and outputs the extracted component. In every frequency converter 27 (1) to 27 (M) Thus, each signal x1 (t) to xM (t) is converted into a signal y1 (t) to yM (t) having an intermediate frequency band fi ± fW / 2.
Das von jedem Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) ausgegebene Signal y1(t) bis yM(t) wird in einen A/D-Wandler 30(1) bis 30(M) eingespeist, wird dann von einem gemeinsamen Taktsignal Cs, das von einem Taktgenerator 28 ausgegeben wird, abgetastet und in Digitalsignale Y1(k) bis YM(k) umgewandelt. Das Taktsignal Cs wird auch als ein Signal einer Frequenz fs (= p·fr) erzeugt, das mit dem obengenannten Referenzsignal R phasensynchronisiert ist. Dabei ist p eine ganz Zahl.That of every frequency converter 27 (1) to 27 (M) output signal y1 (t) to yM (t) becomes an A / D converter 30 (1) to 30 (M) is then fed by a common clock signal Cs from a clock generator 28 is output, sampled and converted into digital signals Y1 (k) to YM (k). The clock signal Cs is also generated as a signal of a frequency fs (= p · fr) phase-synchronized with the above reference signal R. Where p is an integer.
Dabei wird jedes der obengenannten Signale durch jede der folgenden Formeln ausgedrückt.At this time, each of the above-mentioned signals is expressed by each of the following formulas.
Zunächst wird jedes der Ausgangssignale x1(t) bis xM(t) von den jeweiligen Bandpassfiltern 22(1) bis 22(M) wie folgt als ein Signal einer Mittenfrequenz fc1 bis fcM des Filters ausgedrückt. Es ist zu beachten, dass jedes von θ1 bis θM eine Anfangsphase jedes Signals ist. x1(t) = sin(2πfc1·t + θ1)
x2(t) = sin(2πfc2·t + θ2)
...
xM(t) = sin(2πfcM·t + θM) First, each of the output signals x1 (t) to xM (t) from the respective bandpass filters 22 (1) to 22 (M) is expressed as a signal of a center frequency fc1 to fcM of the filter as follows. It should be noted that each of θ1 to θM is an initial phase of each signal. x1 (t) = sin (2πfc1 * t + θ1) x2 (t) = sin (2πfc2 * t + θ2) ... xM (t) = sin (2πfcM * t + θM)
Ferner wird jedes der Ortssignale L1 bis LM wie folgt ausgedrückt. Es ist zu beachten, dass jedes von ψ1 bis ψM eine Anfangsphase jedes Ortssignals ist. L1 = sin(2πfL1·t + ψ1)
L2 = sin(2πfL2·t + ψ2)
...
LM = sin(2πfLM·t + ψM) Further, each of the location signals L1 to LM is expressed as follows. It should be noted that each of ψ1 to ψM is an initial phase of each location signal. L1 = sin (2πfL1 * t + ψ1) L2 = sin (2πfL2 * t + ψ2) ... LM = sin (2πfLM · t + ψM)
Jedes der Signale y1(t) bis yM(t), die für jedes der Signale x1(t) bis xM(t) ausgegeben werden, und Ortssignale L1 bis LM von jedem der Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) werden wie folgt ausgedrückt. Es ist zu beachten, dass α ein durch einen Umwandlungsfaktor jedes der Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) bestimmter Wert ist. y1(t) = α·cos(2πfit + θ1 – ψ1)
y2(t) = α·cos(2πfit + θ2 – ψ2)
...
yM(t) = α·cos(2πfit + θM – ψM) Each of the signals y1 (t) to yM (t) output for each of the signals x1 (t) to xM (t) and location signals L1 to LM of each of the frequency converters 27 (1) to 27 (M) are expressed as follows. It should be noted that α a by a conversion factor of each of the frequency converters 27 (1) to 27 (M) is certain value. y1 (t) = α · cos (2πfit + θ1 - ψ1) y2 (t) = α · cos (2πfit + θ2 - ψ2) ... yM (t) = α · cos (2πfit + θM - ψM)
Es wird also jedes der Digitalsignale Y1(k) bis YM(k), die von jedem der A/D-Wandler 30(1) bis 30(M) ausgegeben werden, wie folgt ausgedrückt. Es ist zu beachten, dass Δt eine Abtastperiode des A/D-Wandlers ist und k eine Zahl 0, 1, 2, ... ist, welche die Abtastreihenfolge bezeichnet. Y1(k) = α·cos(2πfikΔt + θ1 – ψ1)
Y2(k) = α·cos(2πfikΔt + θ2 – ψ2)
...
YM(k)= α·cos(2πfikΔt + θM – ψM) Thus, each of the digital signals Y1 (k) to YM (k) becomes that of each of the A / D converters 30 (1) to 30 (M) output as expressed below. It is to be noted that Δt is a sampling period of the A / D converter and k is a number 0, 1, 2,... Which denotes the sampling order. Y1 (k) = α · cos (2πfikΔt + θ1 - ψ1) Y2 (k) = α · cos (2πfikΔt + θ2 - ψ2) ... YM (k) = α · cos (2πfikΔt + θM - ψM)
Jedes von sämtlichen Digitalsignalen Y1(k) bis YM(k) wird in eine Signalfolge eines Zwischenfrequenzbands umgewandelt, das eine Zwischenfrequenz fi als eine Mittenfrequenz aufweist. Dabei wird wie folgt davon ausgegangen, dass die Signalfolge Y1(k) bis YM(k) in einem Zustand, in dem die Signalfolge Y1(k) bis YM(k) die Beziehung der ursprünglichen Frequenzdifferenz beibehält, in eine Signalfolge eines gewünschten Frequenzbands (f0' bis f0'+ fBW) umgewandelt wird, in dem die Digitalverarbeitung der Signalfolge Y1(k) bis YM(k) ermöglicht wird. Dabei ist f0' beispielsweise 150 MHz (f0' = 150 MHz).Each of all the digital signals Y1 (k) to YM (k) is converted into a signal train of an intermediate frequency band having an intermediate frequency fi as a center frequency. Here, it is assumed that the signal sequence Y1 (k) to YM (k) in a state in which the signal sequence Y1 (k) to YM (k) maintains the relationship of the original frequency difference into a signal sequence of a desired frequency band (FIG. f0 'to f0' + fBW) in which digital processing of the signal sequence Y1 (k) to YM (k) is enabled. For example, f0 'is 150 MHz (f0' = 150 MHz).
Bei dieser Frequenzumwandlungsverarbeitung wird die Frequenz der Signalfolge Y1(k) um eine Frequenz verlagert, die {f0' + (fW/2) – fi} entspricht, die Frequenz der Signalfolge Y2(k) wird um eine Frequenz verlagert, die {f0' + (3fW/2) – fi} entspricht, und die Frequenz der Signalfolge Y3(k) wird um eine Frequenz verlagert, die {f0' + (5fW/2) – fi} entspricht, so dass die Frequenzumwandlungsverarbeitung realisiert werden kann. Diese Frequenzumwandlungsverarbeitung, d. h. die Frequenzverlagerungsverarbeitung, kann mit der digitalen orthogonalen Umwandlungstechnik realisiert werden.In this frequency conversion processing, the frequency of the signal sequence Y1 (k) is changed shifts a frequency corresponding to {f0 '+ (fW / 2) - fi}, the frequency of the signal sequence Y2 (k) is shifted by a frequency corresponding to {f0' + (3fW / 2) - fi}, and Frequency of the signal sequence Y3 (k) is shifted by a frequency corresponding to {f0 '+ (5fW / 2) - fi}, so that the frequency conversion processing can be realized. This frequency conversion processing, ie the frequency shift processing, can be realized with the digital orthogonal conversion technique.
Wenn jedoch die Frequenz einfach einer Verlagerungsverarbeitung unterzogen wird, werden die Anfangsphasenterme (θ1 – ψ1), (θ2 – ψ2), ..., (θM – ψM), die in den Digitalsignalen Y1(k) bis YM(k) enthalten sind, so, wie sie sind, umgewandelt und verbleiben in den umgewandelten Signalen. Das heißt, in dem umgewandelten Signal ist zusätzlich zu der Information θ über die Anfangsphase des ursprünglichen Signals Information ψ über die Anfangsphase des Ortssignals enthalten. Wenn sämtliche Informationelemente ψ über die Anfangsphasen der jeweiligen Ortssignale miteinander identisch sind (ψ1 = ψ2 = ... = ψM), wird die Phasenbeziehung des ursprünglichen Signals aufrechterhalten. Die Phase ist jedoch von der Frequenz abhängig, und wenn die Frequenz des Ortssignals beliebig vorgegeben ist, ist es somit schwierig, sämtliche Anfangsphasen der Ortssignale miteinander koinzident zu machen.However, when the frequency is simply subjected to a displacement processing, the initial phase terms (θ1-ψ1), (θ2-ψ2), ..., (θM-ψM) included in the digital signals Y1 (k) to YM (k) become are converted as they are and remain in the converted signals. That is, in the converted signal, in addition to the information θ about the initial phase of the original signal, information ψ about the initial phase of the location signal is included. If all information elements ψ are identical to each other via the initial phases of the respective location signals (ψ1 = ψ2 = ... = ψM), the phase relationship of the original signal is maintained. However, the phase is dependent on the frequency, and if the frequency of the location signal is arbitrarily set, it is thus difficult to coincide all the initial phases of the location signals with each other.
Ferner treten in einer Schaltung, in der das Eingangssignal in Signale einer Vielzahl von Pfaden unterteilt ist, die einer Frequenzumwandlungsverarbeitung zu unterziehen sind, Phasendifferenzen zwischen den Bändern aufgrund der charakteristischen Unterschiede der Filter, der Unterschiede der Signallängen und dergleichen auf.Further, in a circuit in which the input signal is divided into signals of a plurality of paths to be subjected to frequency conversion processing, phase differences occur between the bands due to the characteristic differences of the filters, the differences in the signal lengths, and the like.
Bei dieser Ausführungsform werden also die Frequenzen fL1 bis FLM sämtlicher Ortssignale mit einer Frequenz synchronisiert, die durch Multiplikation des Referenzsignals R mit einer ganzen Zahl erhalten ist, und werden derart vorgegeben, dass die nachstehenden Formeln in Bezug auf u1 bis uM der ganzen Zahl aufgestellt werden. fL1 = u1·fr
fL2 = u2·fr
... fLM = uM·fr In this embodiment, therefore, the frequencies fL1 to FLM of all the location signals are synchronized with a frequency obtained by multiplying the reference signal R by an integer, and are set so as to set the following formulas with respect to u1 to μM of the integer , fL1 = u1 * for fL2 = u2 * fr ... fLM = uM * fr
Die Phasenbeziehung des Ortssignals weist also eine Eigenschaft auf, bei der die Phase in Perioden einer Frequenz wiederholt wird, die durch Mulitplikation eines gemeinsamen Divisors einer ganzen Zahl von u1 bis uM mit einer Frequenz fr des Referenzsignals R erhalten ist. Wenn die Frequenz fr des Referenzsignals R beispielsweise 1 MHz ist, wird durch Vorgeben von M mit 10 (M = 10) Folgendes erhalten. fL1 = 1890 MHz u1 = 1890
fL2 = 1910 MHz u2 = 1010
...
fL9 = 2050 MHz u9 = 2050
fL10 = 2070 MHz u10 = 2070 Thus, the phase relationship of the location signal has a property in which the phase is repeated in periods of a frequency obtained by multiplying a common divisor of an integer from u1 to uM by a frequency fr of the reference signal R. For example, when the frequency fr of the reference signal R is 1 MHz, by specifying M with 10 (M = 10), the following is obtained. fL1 = 1890 MHz u1 = 1890 fL2 = 1910 MHz u2 = 1010 ... fL9 = 2050 MHz u9 = 2050 fL10 = 2070 MHz u10 = 2070
In diesem Beispiel ist der größte gemeinsame Divisor 10, und somit wird die gleiche Phasenbeziehung in Perioden von 10 × 1 MHz, d. h. in Perioden von 0,1 μs wiederholt.In this example, the largest common divisor is 10 , and thus the same phase relationship is repeated in periods of 10 x 1 MHz, ie in periods of 0.1 μs.
Das Signal der obigen Periode, die mit dem Referenzsignal R phasensynchronisiert ist, wird also als ein Korrekturzeitsignal H erzeugt, und Information über die Phasendifferenz des Ortssignals wird auf der Basis von Information über jede Signalfolge zu einem bestimmten Zeitpunkt des Korrekturzeitsignals H, beispielsweise der Anstiegszeit, erhalten. Auf der Basis der Information über die Phasendifferenz des Ortssignals wird die Signalfolge Y1(k) bis YM(k) einer Korrekturverarbeitung unterzogen. Infolgedessen ist es möglich, die Signalfolge Y1(k) bis YM(k) einer Frequenzumwandlungsverarbeitung ohne Beeinflussung durch die Anfangsphasendifferenz des Ortssignals oder die Differenz in dem Signalpfad zu unterziehen.The signal of the above period which is phase synchronized with the reference signal R is thus generated as a correction time signal H, and information about the phase difference of the location signal is obtained on the basis of information about each signal sequence at a certain time of the correction time signal H, for example, the rise time. receive. On the basis of the information about the phase difference of the location signal, the signal sequence Y1 (k) to YM (k) is subjected to correction processing. As a result, it is possible to subject the signal sequence Y1 (k) to YM (k) to frequency conversion processing without being affected by the initial phase difference of the location signal or the difference in the signal path.
Zur Ausführung der obigen Verarbeitung weist das Frequenzumwandlungssystem 20 der Ausführungsform auf: einen Korrekturzeitsignalgenerator 29 zum Ausgeben des Korrekturzeitsignals H, einen Korrekturinformationsrechner 35, einen Korrekturfaktorspeicher 36 und einen Korrekturprozessor 37.To carry out the above processing, the frequency conversion system 20 the embodiment comprises: a correction time signal generator 29 for outputting the correction time signal H, a correction information calculator 35 , a correction factor memory 36 and a correction processor 37 ,
Ferner weist das Frequenzumwandlungssystem einen Kalibriersignalgenerator 40 auf, der zur rechnerischen Verarbeitung von Korrekturinformation erforderlich, wie in 1 gezeigt ist. Wenn die Korrekturinformation erhalten ist, wird von dem Generator 40 ein Kalibriersignal Ca erzeugt, das eine bekannte Wellenform hat, und das Kalibriersignal Ca wird durch einen Schalter 41 in das Frequenzumwandlungssystem eingespeist.Furthermore, the frequency conversion system has a calibration signal generator 40 which is necessary for the computational processing of correction information, as in 1 is shown. When the correction information is obtained, the generator will 40 generates a calibration signal Ca having a known waveform, and the calibration signal Ca is switched by a switch 41 fed into the frequency conversion system.
Es ist zu beachten, dass eine Kombination aus dem Korrekturinformationsrechner 35 und dem Kalibriersignalgenerator 40 bei dem Frequenzumwandlungssystem 20 angewandt wird. Der Korrekturinformationsrechner 35 und der Kalibriersignalgenerator 40 können separat von dem Frequenzumwandlungssystem 20 vorgesehen sein, und die Korrekturinformation kann an dem Korrekturinformationsrechner 35 ohne Nutzung des Frequenzumwandlungssystems 20 abgenommen werden.It should be noted that a combination of the correction information calculator 35 and the calibration signal generator 40 in the frequency conversion system 20 is applied. The correction information calculator 35 and the calibration signal generator 40 can be separate from the frequency conversion system 20 be provided, and the correction information may be at the correction information calculator 35 without use of the frequency conversion system 20 be removed.
Wenn das Kalibriersignal Ca eingespeist wird, wird der Korrekturfaktorrechenmodus eingestellt, und der Korrekturinformationsrechner 35 errechnet den Korrekturfaktor. Das heißt, das Kalibriersignal Ca wird in den Frequenzumwandlungsabschnitt 26 eingespeist und wird von den A/D-Wandlern 30(1) bis 30(M) durch die Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) als Digitalsignale ausgegeben.When the calibration signal Ca is input, the correction factor calculation mode is set, and the correction information calculator 35 calculates the correction factor. That is, the calibration signal Ca is in the Frequency conversion section 26 is fed and used by the A / D converters 30 (1) to 30 (M) through the frequency converter 27 (1) to 27 (M) output as digital signals.
Auf der Basis der Digitalsignale errechnet der Korrekturinformationsrechner 35 einen Korrekturfaktor, der zur Phasenkorrektur jedes der von den jeweiligen Frequenzwandlern 27(1) bis 27(M) ausgegebenen Signale erforderlich ist. Wie in 4 gezeigt ist, wird beispielsweise ein Kalibriersignal Ca mit einer Grenzfrequenz fCA1 von Bändern von zwei Bandpassfiltern 22(1) und 22(2), von denen Bänder einander benachbart sind, von dem Kalibriersignalgenerator 40 in den Frequenzumwandlungsabschnitt 26 eingespeist. Auf der Basis der Einspeisung dieses Kalibriersignals Ca sollten die Digitalsignale Y1(k) und Y2(k), die von den A/D-Wandlern 30(1) und 30(2) entsprechend den zwei Bandpassfiltern 22(1) und 22(2) ausgegeben werden, idealerweise einander gleich sein. Tatsächlich tritt jedoch aufgrund der Phasendifferenz zwischen den Ortssignalen, einer Abweichung zwischen den Längen der Signalpfade, einer Differenz zwischen den A/D-Wandlern hinsichtlich Charakteristiken und dergleichen eine Phasendifferenz zwischen den Digitalsignalen Y1(k) und Y2(k) auf.Based on the digital signals, the correction information calculator calculates 35 a correction factor for phase correction of each of the respective frequency converters 27 (1) to 27 (M) output signals is required. As in 4 is shown, for example, a calibration signal Ca with a cut-off frequency fCA1 of bands of two bandpass filters 22 (1) and 22 (2) of which bands are adjacent to each other from the calibration signal generator 40 in the frequency conversion section 26 fed. On the basis of the feed of this calibration signal Ca, the digital signals Y1 (k) and Y2 (k) obtained from the A / D converters 30 (1) and 30 (2) according to the two bandpass filters 22 (1) and 22 (2) ideally be equal to each other. Actually, however, due to the phase difference between the location signals, a deviation between the lengths of the signal paths, a difference between the A / D converters with respect to characteristics, and the like, a phase difference occurs between the digital signals Y1 (k) and Y2 (k).
Es ist zu beachten, dass das Eingangssignal in eine Vielzahl von Bandpassfiltern 22(1) bis 22(M) verzweigt wird, um einer Frequenzumwandlungsverarbeitung unterzogen zu werden, und dass daher tatsächlich auch eine Amplitudendifferenz aufgrund der Verstärkungsdifferenz zwischen den Signalpfaden auftritt. Diese Amplitudendifferenz kann jedoch korrigiert werden. Das heißt, es wird ein Einzelsignal oder ein Signal, das durch Kombination einer Vielzahl von Signalen erhalten ist, deren Frequenzen sich voneinander unterscheiden und deren Signalpegel bekannt sind, im Voraus in das System eingespeist, und die Verstärkungsdifferenz zwischen den Signalpfaden kann aus der Amplitudeninformation erhalten werden, und die Amplitudendifferenz kann auf der Basis der Information korrigiert werden. Diese Verstärkungskorrektur kann auch in die folgende Korrekturverarbeitung eingeführt werden. In der nachstehenden Beschreibung wird jedoch zur Vereinfachung der Erläuterung die Phasenkorrekturverarbeitung unter der Annahme beschrieben, dass keine Amplitudendifferenz auftritt und die Amplituden einander gleich sind.It should be noted that the input signal into a variety of bandpass filters 22 (1) to 22 (M) is branched to be subjected to frequency conversion processing, and therefore, in fact, an amplitude difference also occurs due to the gain difference between the signal paths. However, this amplitude difference can be corrected. That is, a single signal or a signal obtained by combining a plurality of signals whose frequencies are different from each other and whose signal levels are known is input to the system in advance, and the gain difference between the signal paths can be obtained from the amplitude information and the amplitude difference may be corrected based on the information. This gain correction may also be introduced in the following correction processing. However, in the following description, to simplify the explanation, the phase correction processing will be described on the assumption that no amplitude difference occurs and the amplitudes are equal to each other.
Der Korrekturinformationsrechner 35 empfängt die Digitalsignale Y1(k) und Y2(k) und detektiert eine Phasendifferenz Δψ21 zwischen Y1(k) und Y2(k). Y1(k) = α·cos{2π(fCA1 – fL1)kΔt + θCA1 – ψ1} Y2(k) = α·cos{2π(fCA1 – fL2)kΔt + θCA2 – ψ2 – Δψ21} The correction information calculator 35 receives the digital signals Y1 (k) and Y2 (k) and detects a phase difference Δψ21 between Y1 (k) and Y2 (k). Y1 (k) = α * cos {2π (fCA1-fL1) kΔt + θCA1 - ψ1} Y2 (k) = α · cos {2π (fCA1-fL2) kΔt + θCA2-ψ2-Δψ21}
Die Phasendifferenz Δψ21 zwischen den obigen zwei Digitalsignalen kann stetig zu einem Zeitpunkt detektiert werden, zu dem die obengenannte Beziehung des Ortssignals wiederholt wird, d. h. zu der Anstiegszeit des Korrekturzeitsignals H.The phase difference Δψ21 between the above two digital signals can be steadily detected at a time point at which the above-mentioned relationship of the location signal is repeated, that is, at the time point. H. at the rise time of the correction time signal H.
Die Phasendifferenz ψ21 als Formel ausgedrückt ergibt Folgendes. Δψ21 = θCA2 – θCA1 + ψ2 – ψ1 The phase difference ψ21 expressed as the formula gives the following. Δψ21 = θCA2 - θCA1 + ψ2 - ψ1
Diese Verarbeitung wird auch bei den nächsten zwei benachbarten Bandpassfiltern 22(2) und 22(3) angewandt, und es wird eine Phasendifferenz Δψ32 zwischen den Digitalsignalen Y2(k) und Y3(k) detektiert.This processing will also work on the next two adjacent bandpass filters 22 (2) and 22 (3) is applied, and a phase difference Δψ32 between the digital signals Y2 (k) and Y3 (k) is detected.
Anschließend wird die gleiche Verarbeitung ausgeführt, so dass Phasendifferenzen Δψ21, Δψ32, ..., Δψ(M – 1)M zwischen den benachbarten Bändern erhalten werden.Subsequently, the same processing is carried out so that phase differences Δψ21, Δψ32, ..., Δψ (M-1) M between the adjacent bands are obtained.
5(b) zeigt die Charakteristik F der Änderung der Phasendifferenz, die durch die in 5(a) gezeigte Verarbeitung erhalten wird. Die Phasendifferenzen zwischen den benachbarten Bändern gemäß 5(a) werden akkumuliert, so dass diese Charakteristik F entsteht. Wenn dabei der Fehler der Charakteristik F in Bezug auf die theoretische Charakteristik G gemäß 5(b) korrigiert wird, wird es möglich, die Digitalsignale Y1(k) bis YM(k) in Digitalsignale in den gewünschten Frequenzbändern umzuwandeln, ohne die Phaseninformation des ursprünglichen Signals zu ändern. 5 (b) shows the characteristic F of the change of the phase difference caused by the in 5 (a) shown processing is obtained. The phase differences between the adjacent bands according to 5 (a) are accumulated so that this characteristic F arises. If at the same time the error of the characteristic F with respect to the theoretical characteristic G according to 5 (b) is corrected, it becomes possible to convert the digital signals Y1 (k) to YM (k) into digital signals in the desired frequency bands without changing the phase information of the original signal.
Der Korrekturinformationsrechner 35 errechnet einen Faktor eines Digitalfilters mit der Charakteristik der Verringerung einer Differenz zwischen der Phasendifferenzinformation, die durch die obige Verarbeitung erhalten ist, und der theoretischen Charakteristik, wie etwa einem FIR-Filter, als einen Korrekturfaktor und speichert den Faktor in dem obengenannten Korrekturfaktorspeicher 36. Es ist zu beachten, dass dieser Korrekturfaktor zu dem Zeitpunkt der Herstellung oder des Versands des Systems unter Verwendung eines separat vorgesehenen Korrekturinformationsrechners oder Kalibriersignalgenerators erhalten und in dem Korrekturfaktorspeicher 36 registriert werden kann.The correction information calculator 35 calculates a factor of a digital filter having the characteristic of reducing a difference between the phase difference information obtained by the above processing and the theoretical characteristic such as an FIR filter as a correction factor, and stores the factor in the above correction factor memory 36 , It should be noted that this correction factor is obtained at the time of manufacture or shipment of the system using a separately provided correction information calculator or calibration signal generator and in the correction factor memory 36 can be registered.
Es ist zu beachten, dass bei der obigen Verarbeitung die Phasendifferenzinformation unter Nutzung eines einzelnen Kalibriersignals der Grenzfrequenz der benachbarten Bänder erhalten wird. Der Korrekturfaktor kann jedoch auch derart erhalten werden, dass zwei Kalibriersignale, zwischen denen eine feste Frequenzdifferenz Δf besteht und bei denen die gegenseitige Phasenbeziehung bekannt ist, gleichzeitig eingespeist werden, eine Phasendifferenz zwischen Digitalsignalen Y(k), die in Bezug auf die zwei Signale erhalten ist, detektiert wird und die Phasendifferenz gleich der Phasendifferenz zwischen den ursprünglichen zwei Signalen wird.It should be noted that in the above processing, the phase difference information is obtained by using a single calibration signal of the cut-off frequency of the adjacent bands. However, the correction factor may also be obtained such that two calibration signals between which a fixed frequency difference Δf exists and in which the mutual phase relationship is known are fed simultaneously, a phase difference between digital signals Y (k) obtained with respect to the two Signals is received, is detected and the phase difference is equal to the phase difference between the original two signals.
Der Korrekturprozessor 37 besteht aus Digitalfiltern, die für die jeweiligen Bänder vorgesehen sind. Der Korrekturprozessor 37 unterzieht die jeweiligen Digitalsignale Y1(k) bis YM(k) einer Korrekturverarbeitung in Abhängigkeit von dem in dem Korrekturfaktorspeicher 36 gespeicherten Korrekturfaktor und gibt Digitalsignale Y1(k)' bis YM(k)', die jeweils die Phasenbeziehung des ursprünglichen Signals beibehalten, an einen Signalregenerierungsabschnitt 50 aus. Es ist zu beachten, dass es dann, wenn die bereits beschriebene Verstärkungskorrektur ausgeführt wird, ausreichend ist, wenn die Digitalsignale Y1(k) bis YM(k) der Verstärkungskorrektur unterzogen werden, indem bewirkt wird, dass die Digitalfilter Verstärkungskorrekturinformation aufweisen, und verstärkungskorrigierte Digitalsignale Y1(k)' bis YM(k)' von dem Prozessor 37 ausgegeben werden.The correction processor 37 consists of digital filters intended for the respective bands. The correction processor 37 subjects the respective digital signals Y1 (k) to YM (k) to correction processing depending on that in the correction factor memory 36 stored correction factor and outputs digital signals Y1 (k) 'to YM (k)', each maintaining the phase relationship of the original signal, to a signal regeneration section 50 out. It is to be noted that when the above-described gain correction is performed, it is sufficient if the digital signals Y1 (k) to YM (k) are subjected to the gain correction by causing the digital filters to have gain correction information and gain-corrected digital signals Y1 (k) 'to YM (k)' from the processor 37 be issued.
Die korrigierten Digitalsignale Y1(k)' bis YM(k)' werden in den Signalregenerierungsabschnitt 50 eingespeist, die Digitalsignale Y1(k)' bis YM(k)' werden jeweils in orthogonale Frequenzwandler 51(1) bis 51(M) eingespeist, und Ausgangssignale von den Frequenzwandlern 51(1) bis 51(M) werden eingespeist, und Ausgangssignale von den Frequenzwandlern 51(1) bis 51(M) werden von einem Synthesizer (oder Verknüpfungsglied) 52 addiert, um zu einem einzigen Signal X(k) verknüpft zu werden. Das in das Frequenzumwandlungssystem eingespeiste ursprüngliche Signal x(t) wird also in ein Signal X(k) mit einem gewünschten Frequenzbereich (f0' bis f0' + fBW), in dem die Digitalverarbeitung möglich ist, umgewandelt. Dabei ist f0' beispielsweise 150 MHz (f0' = 150 MHz).The corrected digital signals Y1 (k) 'to YM (k)' are input to the signal regeneration section 50 The digital signals Y1 (k) 'to YM (k)' are respectively fed to orthogonal frequency converters 51 (1) to 51 (M) fed, and output signals from the frequency converters 51 (1) to 51 (M) are fed, and output signals from the frequency converters 51 (1) to 51 (M) be from a synthesizer (or link) 52 to join to a single signal X (k). Thus, the original signal x (t) input to the frequency conversion system is converted to a signal X (k) having a desired frequency range (f0 'to f0' + fBW) in which digital processing is possible. For example, f0 'is 150 MHz (f0' = 150 MHz).
Jeder der orthogonalen Frequenzwandler 51(1) bis 51(M) wird beispielsweise durch eine Schaltungskonfiguration gemäß 6 realisiert. Jeder der Frequenzwandler 51(1) bis 51(M) ist mit einem Phasenschieber 51a versehen, in den das Eingangssignal Y(k)' eingespeist wird, und das Eingangssignal Y(k)' wird von dem Phasenschieber 51a in orthogonale Komponenten I und Q getrennt. Die von dem Phasenschieber 51a ausgegebenen orthogonalen Komponenten I und Q werden jeweils in Mischer 51b und 51c eingespeist. Ferner werden Ortssignale La und Lb, die mit einer Frequenz fL' entsprechend dem Umwandlungsfrequenzband um 90° zueinander phasenverschoben sind, jeweils in die Mischer 51b und 51c eingespeist. Die orthogonalen Komponenten I und Q werden jeweils mit den Ortssignalen La und Lb multipliziert, und die multiplizierten Signale werden jeweils in Filter 51d und 51e eingespeist. Orthogonale Komponentensignale I' und Q' in dem gewünschten Band werden von den Filtern 51d und 51e jeweils aus den multiplizierten Signalen extrahiert, werden in den Synthesizer 51f eingespeist, und die orthogonalen Komponentensignale I' und Q' werden in dem Synthesizer 51f addiert und verknüpft.Each of the orthogonal frequency converters 51 (1) to 51 (M) is determined by, for example, a circuit configuration according to 6 realized. Each of the frequency converters 51 (1) to 51 (M) is with a phase shifter 51a in which the input signal Y (k) 'is input, and the input signal Y (k)' is supplied from the phase shifter 51a separated into orthogonal components I and Q. The of the phase shifter 51a output orthogonal components I and Q are respectively in mixer 51b and 51c fed. Further, location signals La and Lb which are phase-shifted by 90 ° with each other at a frequency fL 'corresponding to the conversion frequency band are respectively input to the mixers 51b and 51c fed. The orthogonal components I and Q are respectively multiplied by the location signals La and Lb, and the multiplied signals become filters, respectively 51d and 51e fed. Orthogonal component signals I 'and Q' in the desired band are from the filters 51d and 51e each extracted from the multiplied signals, are in the synthesizer 51f are fed, and the orthogonal component signals I 'and Q' are in the synthesizer 51f added and linked.
Die umgewandelten Signale Z1(k) bis ZM(k) werden somit von den Frequenzwandlern 51(1) bis 51(M) ausgegeben.The converted signals Z1 (k) to ZM (k) are thus from the frequency converters 51 (1) to 51 (M) output.
Die von den Frequenzwandlern 51(1) bis 51(M) ausgegebenen umgewandelten Signale Z1(k) bis ZM(k) werden in einem Synthesizer 52 verknüpft, um in Digitalsignale X(k) umgewandelt zu werden, wobei sie in einem Zustand, in dem jede der Frequenzkomponenten des ursprünglichen Signals x(t) seine Phasenbeziehung gemäß 2c exakt beibehält, in Digitalsignale in dem gewünschten Frequenzband (f0' bis f0' + fBW) umgewandelt werden.The of the frequency converters 51 (1) to 51 (M) output converted signals Z1 (k) to ZM (k) are in a synthesizer 52 in order to be converted into digital signals X (k), in a state in which each of the frequency components of the original signal x (t) has its phase relationship according to 2c exactly converted into digital signals in the desired frequency band (f0 'to f0' + fBW).
Wie oben beschrieben, wird, obwohl das Breitbandsignal x(t) eingespeist wird, in dem Frequenzumwandlungssystem 20 der Ausführungsform das Signal von einer Vielzahl von Bandpassfiltern des Signalverzweigungsabschnitts 21 bandmäßig getrennt, und die getrennten Signale werden jeweils der Frequenzumwandlungsverarbeitung unterzogen. Deshalb wird es nach diesem Frequenzumwandlungssystem 20 möglich, das Auftreten von Verzerrungen aufgrund von Sättigung in dem Mischer des Frequenzwandlers zu verhindern, und eine Echtzeit-Signalverarbeitung im Hochdynamikbereich und mit einem hohen Rauschabstand wird ermöglicht.As described above, although the wideband signal x (t) is input, in the frequency conversion system 20 In the embodiment, the signal from a plurality of bandpass filters of the signal branching section 21 band separated, and the separated signals are each subjected to the frequency conversion processing. That is why it is after this frequency conversion system 20 it is possible to prevent the occurrence of distortion due to saturation in the mixer of the frequency converter, and real-time signal processing in the high-dynamic range and with a high signal-to-noise ratio is enabled.
Ferner wird die Phasenverschiebung in jedem Frequenzband, die sich aus dem Ausführen der Frequenzumwandlungs- und A/D-Umwandlungsverarbeitung unter Verwendung der Vielzahl von Bandpassfiltern in dem Signalverzweigungsabschnitt 21 für jedes der Frequenzbänder ergibt, in dem Korrekturprozessor korrigiert, und dann wird die Signalumwandlungsverarbeitung zur Umwandlung in das gewünschte Frequenzband ausgeführt. In dem umgewandelten Signal wird also die Phaseninformation des ursprünglichen Signals exakt reproduziert, und es ist möglich, die Regenerierungsverarbeitung des digitalen Modulationssignals unter Nutzung des umgewandelten Signals präzise auszuführen.Further, the phase shift in each frequency band resulting from performing the frequency conversion and A / D conversion processing using the plurality of band-pass filters in the signal branching section 21 for each of the frequency bands is corrected in the correction processor, and then the signal conversion processing for conversion to the desired frequency band is carried out. In the converted signal, therefore, the phase information of the original signal is exactly reproduced, and it is possible to precisely perform the regeneration processing of the digital modulation signal by using the converted signal.
Es ist zu beachten, dass es dadurch, dass die Breiten der jeweiligen unterteilten Bänder in dem Signalverzweigungsabschnitt 21 der Ausführungsform einander gleich gemacht sind, möglich ist, die A/D-Umwandlungsverarbeitung für das Signal auszuführen, das der Frequenzumwandlung in jedem Frequenzband in dem identischen Frequenzbereich unterzogen worden ist, so dass die Anpassung der Charakteristiken erleichtert wird. Die Breiten der unterteilten Bänder sind nicht notwendigerweise gleich vorgegeben. Beispielsweise wird die Bandbreite umso größer vorgegeben, je höher die Frequenz ist, so dass die Herstellung des Filters erleichtert wird.It is to be noted that the widths of the respective divided bands in the signal branching section 21 of the embodiment are made equal to each other, it is possible to perform the A / D conversion processing for the signal subjected to the frequency conversion in each frequency band in the identical frequency range, so that the matching of the characteristics is facilitated. The widths of the divided bands are not necessarily the same. For example, the bandwidth becomes all the more Specified larger, the higher the frequency, so that the production of the filter is facilitated.
Ferner ist der Signalverzweigungsabschnitt 21 der Ausführungsform derart ausgebildet, dass der vorbestimmte Frequenzbereich f0 bis f0 + fBW, in dem das umzuwandelnde Analogsignal anwesend ist, in M Bänder unterteilt wird und die Signalkomponenten der jeweiligen unterteilten Bänder parallel extrahiert und parallel ausgegeben werden und das Eingangssignal in M Serien parallel verzweigt wird und die verzweigten Signale in M Bandpassfilter 22(1) bis 22(M), durch welche die Signale der jeweiligen Bänder hindurchgehen, eingespeist werden. Was die Konfiguration des Signalverzweigungsabschnitts 21 angeht, kann zusätzlich zu der obigen Konfiguration der Abschnitt 21 aus beispielsweise einer Kombination aus Zirkulatoren und Bandpassfiltern bestehen, wie in 7 gezeigt ist.Further, the signal branching section 21 of the embodiment is arranged such that the predetermined frequency range f0 to f0 + fBW in which the analog signal to be converted is divided into M bands and the signal components of the respective divided bands are extracted in parallel and outputted in parallel, and the input signal is branched in M series in parallel and the branched signals in M bandpass filters 22 (1) to 22 (M) through which the signals of the respective bands pass are fed. As for the configuration of the signal branching section 21 In addition to the above configuration, the section may 21 consist of, for example, a combination of circulators and bandpass filters, as in 7 is shown.
Der Signalverzweigungsabschnitt 21 gemäß 7 ist ein Schaltungsbeispiel, in dem M 8 ist (M = 8), und besteht aus Bandpassfiltern 22(1) bis 22(8), die mit den bereits beschriebenen identisch sind, und N (in diesem Fall N = 2) Zirkulatoren 23(1) und 23(2). Dabei sind die Bandpassfilter 22(1) bis 22(8) jeweils mit aufeinanderfolgenden Bändern versehen, und Bandpassfilter 22(1) bis 22(8), die mit benachbarten Zahlen bezeichnet sind, sind mit einander benachbarten Bändern versehen.The signal branching section 21 according to 7 is a circuit example in which M is 8 (M = 8), and consists of band pass filters 22 (1) to 22 (8) which are identical to those already described and N (in this case N = 2) circulators 23 (1) and 23 (2) , Here are the bandpass filters 22 (1) to 22 (8) each provided with successive bands, and bandpass filters 22 (1) to 22 (8) , which are labeled with adjacent numbers, are provided with adjacent bands.
Dabei sind die Bandpassfilter 22(1) bis 22(8) in eine Vielzahl von (N = 2) Gruppen getrennt, wobei in jeder davon die Bandpassfilter derart kombiniert sind, dass die Durchlassbänder einander nicht benachbart sind. Das heißt, in diesem Schaltungsbeispiel sind die Bandpassfilter getrennt in eine erste Gruppe, in der die ungeradzahligen Bandpassfilter von dem untersten Durchlassband, d. h. die Bandpassfilter 22(1), 22(3), 22(5) und 22(7), kombiniert sind, und in eine zweite Gruppe, in der die geradzahligen Bandpassfilter, d. h. die Bandpassfilter 22(2), 22(4), 22(6) und 22(8), kombiniert sind. 8 zeigt die Durchlassbänder von jeweiligen Gruppen, und die Durchlassbänder der Filter, die zu der gleichen Gruppe gehören, sind separat voneinander angeordnet. Das heißt, durch ihre Trennung in die ersten und zweiten Gruppen gehören die Bandpassfilter 22(1) bis 22(8), die durch die einander benachbarten Zahlen bezeichnet sind, zu den voneinander verschiedenen Gruppen, wie in 8(a) und (b) gezeigt ist, und infolgedessen gehören die Bandpassfilter 22(1) bis 22(8), die mit den einander benachbarten Bändern versehen sind, zu den voneinander verschiedenen Gruppen, wie in 8(a) und (b) gezeigt ist.Here are the bandpass filters 22 (1) to 22 (8) separated into a plurality of (N = 2) groups, in each of which the band-pass filters are combined such that the passbands are not adjacent to each other. That is, in this circuit example, the bandpass filters are separated into a first group, in which the odd-numbered bandpass filters are from the lowest passband, ie, the bandpass filters 22 (1) . 22 (3) . 22 (5) and 22 (7) , and into a second group, in which the even-numbered band-pass filters, ie the bandpass filters 22 (2) . 22 (4) . 22 (6) and 22 (8) , are combined. 8th shows the passbands of respective groups, and the passbands of the filters belonging to the same group are arranged separately from each other. That is, their separation into the first and second groups includes the bandpass filters 22 (1) to 22 (8) indicated by the adjacent numbers to the different groups as in 8 (a) and (B) and, as a result, the bandpass filters are included 22 (1) to 22 (8) provided with the bands adjacent to each other to the different groups as in 8 (a) and (B) is shown.
Jeder der Zirkulatoren 23(1) und 23(2) hat die Charakteristik, ein Signal in dem vorbestimmten Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW) mit niedrigen Verlusten durchzulassen. Ferner wird in jedem der Zirkulatoren 23(1) und 23(2) ein von dem Eingangsport eingespeistes Signal zu dem ersten Eingangs-/Ausgangsport übertragen, der, gesehen von dem Eingangsport in der Signalübertragungsrichtung, dem Eingangsport näher ist, um von diesem ausgegeben zu werden. Ein von dem ersten Eingangs-/Ausgangsport eingespeistes Signal wird zu dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport übertragen, der, gesehen von dem Eingangsport in der Signalübertragungsrichtung, von dem Eingangsport weiter entfernt ist, um von diesem ausgegeben zu werden. Dabei entspricht der Eingangsport einem Port, der an einem proximalen Teil des im Inneren jedes der Zirkulatoren 23(1) und 23(2) gezeigten Pfeils positioniert ist, der erste Eingangs-/Ausgangsport entspricht einem Port, der an einem Zwischenteil des im Inneren jedes der Zirkulatoren 23(1) und 23(2) gezeigen Pfeils positioniert ist, und der zweite Eingangs-/Ausgangsport entspricht einem Port, der an einem distalen Endteil des im Inneren jedes der Zirkulatoren 23(1) und 23(2) gezeigten Pfeils positioniert ist.Each of the circulators 23 (1) and 23 (2) has the characteristic of passing a signal in the predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW) with low losses. Further, in each of the circulators 23 (1) and 23 (2) a signal input from the input port is transmitted to the first input / output port closer to the input port as seen from the input port in the signal transmission direction to be output therefrom. A signal inputted from the first input / output port is transmitted to the second input / output port farther from the input port as seen from the input port in the signal transmission direction to be output therefrom. The input port corresponds to a port located at a proximal part of the inside of each of the circulators 23 (1) and 23 (2) The first input / output port corresponds to a port located at an intermediate portion of the inside of each of the circulators 23 (1) and 23 (2) The second input / output port corresponds to a port located at a distal end portion of the inside of each of the circulators 23 (1) and 23 (2) positioned arrow is positioned.
Ferner sind die Bandpassfilter 22(1), 22(3), 22(5) und 22(7) der ersten Gruppe mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(1) parallel verbunden, und Bandpassfilter 22(2), 22(4), 22(6) und 22(8) der zweiten Gruppe sind mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(2) parallel verbunden. Außerdem sind die zwei Zirkulatoren 23(1) und 23(2) in Kaskadenschaltung derart miteinander verbunden, dass der zweite Eingangs-/Ausgangsport des einen Zirkulators 23(1) und der Eingangsport des anderen Zirkulators 23(2) miteinander verbunden sind, und ein umzuwandelndes Signal x(t) wird dem Eingangsport des Zirkulators 23(1) der ersten Stufe des Signalverzweigungsabschnitts zugeführt.Further, the bandpass filters 22 (1) . 22 (3) . 22 (5) and 22 (7) the first group with the first input / output port of the circulator 23 (1) connected in parallel, and bandpass filter 22 (2) . 22 (4) . 22 (6) and 22 (8) of the second group are with the first input / output port of the circulator 23 (2) connected in parallel. Besides, the two circulators are 23 (1) and 23 (2) connected in cascade such that the second input / output port of the one circulator 23 (1) and the input port of the other circulator 23 (2) and a signal x (t) to be converted becomes the input port of the circulator 23 (1) fed to the first stage of the signal branching section.
Bei einer solchen Schaltungskonfiguration, bei der eine Vielzahl von Filtern durch Zirkulatoren verbunden sind, wird das Eingangssignal x(t) von dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(1) in die jeweiligen Bandpassfilter der ersten Gruppe eingespeist, und von den Komponenten des Signals x(t) geht die Bandkomponente jedes Bandpassfilters der ersten Gruppe durch jedes Filter. Dagegen werden von den Komponenten des Eingangssignals x(t) Frequenzkomponenten, die nicht durch die jeweiligen Bandpassfilter hindurchgehen können, aufgrund von Impedanzfehlanpassung totalreflektiert und in den ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(1) eingespeist. Die Frequenzkomponenten, die nicht durch die jeweiligen Bandpassfilter der ersten Gruppe hindurchgehen können, werden also von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(1) ausgegeben und dann in den Eingangsport des Zirkulators 23(2) der nächsten Stufe eingespeist. Ferner werden die obigen Frequenzkomponenten von dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(2) in die jeweiligen Bandpassfilter der zweiten Gruppe eingespeist und gehen dann durch die jeweiligen Bandpassfilter.In such a circuit configuration in which a plurality of filters are connected by circulators, the input signal x (t) becomes from the first input / output port of the circulator 23 (1) to the respective band pass filters of the first group, and of the components of the signal x (t), the band component of each band pass filter of the first group passes through each filter. In contrast, of the components of the input signal x (t), frequency components that can not pass through the respective band pass filters are totally reflected due to impedance mismatch and into the first input / output port of the circulator 23 (1) fed. Thus, the frequency components that can not pass through the respective bandpass filters of the first group will become from the second input / output port of the circulator 23 (1) and then into the input port of the circulator 23 (2) fed to the next stage. Further, the above frequency components become from the first input / output port of the circulator 23 (2) into the respective bandpass filter of second group fed and then go through the respective bandpass filter.
Es ist zu beachten, dass der zweite Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(2) der Endstufe mit einem Widerstand R entsprechend der charakteristischen Impedanz des Zirkulators abgeschlossen ist, und unnötige Signalkomponenten, die durch den Zirkulator hindurchgehen können und nicht in dem Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW) enthalten sind, werden von dem Widerstand R beendet.It should be noted that the second input / output port of the circulator 23 (2) of the output stage is terminated with a resistance R corresponding to the characteristic impedance of the circulator, and unnecessary signal components which can pass through the circulator and are not included in the frequency range f0 to (f0 + fBW) are terminated by the resistor R.
Bei der Konfiguration des obigen Schaltungsbeispiels ist die Zahl N gleich 2 (N = 2). Umgekehrt besteht in der Schaltungskonfiguration, in der beispielsweise M bzw. N mit 16 bzw. 2 vorgegeben sind (M = 16 und N = 2), die erste Gruppe aus acht (= M/N) ungeradzahligen Bandpassfiltern 22(1) bis 22(15), wenn die Durchlassbänder in der Frequenzfolge gesehen werden, und die zweite Gruppe besteht aus acht geradzahligen Bandpassfiltern 22(2) bis 22(16). Es ist ausreichend, wenn diese Bandpassfilter 22(1) bis 22(15) der ersten Gruppe und die Bandpassfilter 22(2) bis 22(16) der zweiten Gruppe mit den ersten Eingangs-/Ausgangsports der zwei Zirkulatoren 23(1) und 23(2) jeweils parallel verbunden sind, die in Zweistufen-Kaskadenschaltung miteinander verbunden sind, wie bereits beschrieben wurde.In the configuration of the above circuit example, the number N is 2 (N = 2). Conversely, in the circuit configuration in which, for example, M and N are given 16 and 2, respectively (M = 16 and N = 2), the first group consists of eight (= M / N) odd-numbered band-pass filters 22 (1) to 22 (15) when the passbands are seen in frequency order, and the second group consists of eight even band pass filters 22 (2) to 22 (16) , It is sufficient if these bandpass filters 22 (1) to 22 (15) the first group and the bandpass filters 22 (2) to 22 (16) the second group with the first input / output ports of the two circulators 23 (1) and 23 (2) are each connected in parallel, which are connected to each other in two-stage cascade, as already described.
Ferner besteht bei der Schaltungskonfiguration, bei der beispielsweise M bzw. N mit 16 bzw. 4 vorgegeben sind (M = 16 und N = 4), die erste Gruppe aus vier Bandpassfiltern 22(1), 22(5), 22(9) und 22(13), deren Durchlassbänder einander nicht benachbart sind, die zweite Gruppe besteht aus vier Bandpassfiltern 22(2), 22(6), 22(10) und 22(14), deren Durchlassbänder einander nicht benachbart sind, die dritte Gruppe besteht aus vier Bandpassfiltern 22(3), 22(7), 22(11) und 22(15), deren Durchlassbänder einander nicht benachbart sind, und die vierte Gruppe besteht aus vier Bandpassfiltern 22(4), 22(8), 22(12) und 22(16), deren Durchlassbänder einander nicht benachbart sind. Ferner ist es ausreichend, wenn die Filter der jeweiligen Gruppen mit den ersten Eingangs-/Ausgangsports der Zirkulatoren 23(1) bis 23(4) jeweils parallel verbunden sind, die in Vierstufen-Kaskadenschaltung miteinander verbunden sind, wie bereits beschrieben wurde.Further, in the circuit configuration in which, for example, M and N are set at 16 and 4, respectively (M = 16 and N = 4), the first group consists of four band-pass filters 22 (1) . 22 (5) . 22 (9) and 22 (13) whose passbands are not adjacent to each other, the second group consists of four bandpass filters 22 (2) . 22 (6) . 22 (10) and 22 (14) whose passbands are not adjacent to each other, the third group consists of four bandpass filters 22 (3) . 22 (7) . 22 (11) and 22 (15) whose passbands are not adjacent to each other, and the fourth group consists of four bandpass filters 22 (4) . 22 (8) . 22 (12) and 22 (16) whose passbands are not adjacent to each other. Furthermore, it is sufficient if the filters of the respective groups with the first input / output ports of the circulators 23 (1) to 23 (4) are connected in parallel, which are interconnected in four-stage cascade, as already described.
Die ganzen Zahlen M und N in der obigen Konfiguration sind beliebig, und die kleinste Konfigurationseinheit ist der Fall, in dem M und N jeweils mit 2 vorgegeben sind (M = N = 2) und das eine der zwei Bandpassfilter 22(1) und 22(2) mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des einen Zirkulators 23(1) und das andere mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des anderen Zirkulators 23(2) verbunden ist.The integers M and N in the above configuration are arbitrary, and the smallest configuration unit is the case where M and N are given as 2 (M = N = 2) and the one of the two band pass filters 22 (1) and 22 (2) with the first input / output port of the one circulator 23 (1) and the other with the first input / output port of the other circulator 23 (2) connected is.
Wie oben beschrieben, ist es in einem Signalverzweigungsabschnitt 21, der eine Schaltungskonfiguration hat, in der Gruppen von Bandpassfiltern, deren Durchlassbänder einander nicht benachbart sind, durch Zirkulatoren voneinander getrennt sind, möglich, die Konstruktionsschwierigkeit zu eliminieren, die aus der Tatsache resultiert, dass die Charakteristiken an dem Grenzteil der Durchlassbänder der Filter, deren Durchlassbänder einander benachbart sind, einander beeinflussen, und die Konstruktion auch dann zu vereinfachen, wenn die jeweiligen Bandpassfilter vom Typ mit veränderlicher Frequenz sind.As described above, it is in a signal branching section 21 Having a circuit configuration in which groups of band-pass filters whose passbands are not adjacent to each other are separated by circulators, it is possible to eliminate the design difficulty resulting from the fact that the characteristics at the boundary part of the passbands of the filters Passbands adjacent to each other, affect each other, and to simplify the construction, even if the respective band-pass filter of the variable frequency type.
Als der Signalverzweigungsabschnitt 21, der die Zirkulatoren und Bandpassfilter verwendet, kann ferner ebenfalls die in 9 gezeigte Schaltungskonfiguration verwendet werden. In der Schaltungskonfiguration gemäß 9 ist es möglich, die Konstruktionsschwierigkeit zu eliminieren, die aus der Tatsache resultiert, dass die Charakteristiken der Filter, deren Durchlassbänder einander überlappen, einander beeinflussen.As the signal branching section 21 , which uses the circulators and bandpass filters, can also be found in the 9 shown circuit configuration can be used. In the circuit configuration according to 9 For example, it is possible to eliminate the design difficulty resulting from the fact that the characteristics of the filters whose passbands overlap each other influence each other.
Bei diesem Beispiel der Schaltungskonfiguration besteht die Schaltung aus einem Zirkulator 23' und einem Bandpassfilter 22', das mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23' verbunden ist, um in einem Durchlassband, das schmaler als der vorbestimmte Frequenzbereich ist, eine Signalkomponente von mindestens einem der unterteilten Bänder zu extrahieren. In dieser Schaltung wird das in den Eingangsport des Zirkulators 23' eingespeiste Signal durch eine Verzweigungseinheit 24 getrennt in Signalkomponenten, die durch das Bandpassfilter 22' hindurchgehen, und in Signalkomponenten, die nicht durch das Bandpassfilter 22' hindurchgehen können und reflektiert werden, um von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23' ausgegeben zu werden, die identischen Verzweigungseinheiten 24 sind baumähnlich in einer Vielzahl von Stufen verbunden, und die Durchlassbänder der jeweiligen Verzweigungseinheiten 24 werden von der ersteren Stufe zu der letzteren Stufe schmaler. Ferner werden von den Verzweigungseinheiten in der Endstufe die Signalkomponenten der Bänder parallel durch die Bandpassfilter 22' oder nicht durch die Bandpassfilter 22' ausgegeben. Es ist zu beachten, dass in dem in 9 gezeigten Beispiel der Schaltungskonfiguration ein Beispiel gezeigt ist, bei dem M gleich 8 (M = 8) ist.In this example of the circuit configuration, the circuit consists of a circulator 23 ' and a bandpass filter 22 ' connected to the first input / output port of the circulator 23 ' is connected to extract a signal component of at least one of the divided bands in a passband narrower than the predetermined frequency range. In this circuit, this will be in the input port of the circulator 23 ' fed signal through a branching unit 24 separated into signal components passing through the bandpass filter 22 ' go through, and in signal components that are not through the bandpass filter 22 ' can pass through and be reflected to from the second input / output port of the circulator 23 ' to be issued, the identical branch units 24 are tree-like connected in a plurality of stages, and the pass bands of the respective branch units 24 become narrower from the former stage to the latter stage. Further, of the branching units in the final stage, the signal components of the bands become parallel through the bandpass filters 22 ' or not through the bandpass filters 22 ' output. It should be noted that in the in 9 In the example of the circuit configuration shown, an example in which M equals 8 (M = 8) is shown.
Das Signal x(t), das in den Eingangsport des Zirkulators 23(1)' der Verzweigungseinheit 24(1) in der ersten Stufe eingespeist wird, enthält den vorbestimmten Frequenzbereich f0 bis (f0 + fBW), wie in 10(a) gezeigt ist, und wird von dem ersten Eingangs-/Ausgangsport in die Bandpassfilter 22(1)' eingespeist. Das Durchlassband des Bandpassfilters 22(1)' wird beispielsweise zu dem halben vorbestimmten Frequenzbereich, d. h. {f0 + (fBW/2)} bis (f0 + fBW), und die Frequenzkomponente des Bands geht durch das Bandpassfilter 22(1)', um in die Verzweigungseinheit 24(2) der nachfolgenden Stufe eingespeist zu werden. Ferner wird die Frequenzkomponente von f0 bis {f0 + (fBW/2)}, die nicht durch das Bandpassfilter 22(1)' hindurchgehen kann, von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(1)' durch den Zirkulator 23(0) in die Verzweigungseinheit 24(3) der nachfolgenden Stufe eingespeist.The signal x (t), which enters the input port of the circulator 23 (1) ' the branching unit 24 (1) in the first stage, contains the predetermined frequency range f0 to (f0 + fBW) as in 10 (a) is shown, and is from the first input / output port in the band-pass filter 22 (1) 'fed. The passband of the bandpass filter 22 (1) 'becomes, for example, half the predetermined frequency range, ie {f0 + (fBW / 2)} to (f0 + fBW), and the frequency component of the band goes through the bandpass filter 22 (1) 'to enter the branching unit 24 (2) to be fed to the subsequent stage. Further, the frequency component of f0 to {f0 + (fBW / 2)}, not by the bandpass filter 22 (1) 'can pass from the second input / output port of the circulator 23 (1) ' through the circulator 23 (0) into the branching unit 24 (3) the subsequent stage fed.
Die Verzweigungseinheit 24(2) besteht aus dem Zirkulator 23(2)' und dem Bandpassfilter 22(2)'. Wie 10(c) zeigt, werden von den Frequenzkomponenten von {f0 + (fBW/2)} bis {f0 + fBW}, welche in die Verzweigungseinheit 24(2) eingespeist werden, die Frequenzkomponenten von beispielsweise dem halben obigen Band, d. h. {f0 + (3fBW/4)} bis (f0 + fBW), von dem Bandpassfilter 22(2)' extrahiert und in die Verzweigungseinheit 24(4) der Endstufe eingespeist. Die Frequenzkomponenten von {f0 + (fBW/2)} bis {f0 + (3fBW/4)} gemäß 10(c), die nicht durch das Bandpassfilter 22(2)' hindurchgehen können, werden in die Verzweigungseinheit 24(5) der Endstufe eingespeist.The branching unit 24 (2) consists of the circulator 23 (2) ' and the bandpass filter 22 (2) ' , As 10 (c) are shown by the frequency components from {f0 + (fBW / 2)} to {f0 + fBW} which are in the branching unit 24 (2) the frequency components of, for example, half of the above band, ie {f0 + (3fBW / 4)} to (f0 + fBW), from the bandpass filter 22 (2) ' extracted and into the branch unit 24 (4) the power amplifier fed. The frequency components from {f0 + (fBW / 2)} to {f0 + (3fBW / 4)} according to 10 (c) not through the bandpass filter 22 (2) ' can go through into the branching unit 24 (5) the power amplifier fed.
Die Verzweigungseinheit 24(3) dagegen besteht aus dem Zirkulator 23(3)' und dem Bandpassfilter 22(3)'. Von den Frequenzkomponenten von f0 bis {f0 + (fBW/2)}, welche in die in 10(b) gezeigte Verzweigungseinheit 24(3) eingespeist werden, werden die Frequenzkomponenten von beispielsweise dem halben obigen Band, d. h. {f0 + (fBW/4)} bis {f0 + (fBW/2)}, von dem Bandpassfilter 22(3)' extrahiert und in die Verzweigungseinheit 24(6) der Endstufe eingespeist. Die Frequenzkomponenten von f0 bis {f0 + (fBW/4)}, die nicht durch das Bandpassfilter 22(3)' hindurchgehen können, werden in die Verzeigungseinheit 24(7) der Endstufe eingespeist, wie in 10(d) gezeigt ist.The branching unit 24 (3) whereas it consists of the circulator 23 (3) ' and the bandpass filter 22 (3) ' , From the frequency components of f0 to {f0 + (fBW / 2)}, which are in the in 10 (b) shown branching unit 24 (3) are fed, the frequency components of, for example, half of the above band, ie {f0 + (fBW / 4)} to {f0 + (fBW / 2)}, from the band-pass filter 22 (3) ' extracted and into the branch unit 24 (6) the power amplifier fed. The frequency components from f0 to {f0 + (fBW / 4)}, not by the bandpass filter 22 (3) ' can go through, are in the Verzeigungseinheit 24 (7) fed to the power amplifier, as in 10 (d) is shown.
In der Verzweigungseinheit 24(4) werden von den eingespeisten Frequenzkomponenten von {f0 + (3fBW/4)} bis (f0 + fBW) die Frequenzkomponenten von beispielsweise dem halben obigen Band, d. h. {f0 + (7fBW/8)} bis (f0 + fBW), extrahiert und von dem Bandpassfilter 22(4)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist. Die Frequenzkomponenten von {f0 + (3fBW/4)} bis {f0 + (7fBW/8)}, die nicht durch das Bandpassfilter 22(4)' hindurchgehen können, werden von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(4)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist.In the branching unit 24 (4) From the frequency components fed from {f0 + (3fBW / 4)} to (f0 + fBW), the frequency components of, for example, half of the above band, ie {f0 + (7fBW / 8)} to (f0 + fBW), are extracted and extracted from the bandpass filter 22 (4) ' spent as in 10 (d) is shown. The frequency components from {f0 + (3fBW / 4)} to {f0 + (7fBW / 8)}, which are not covered by the bandpass filter 22 (4) ' are going to pass from the second input / output port of the circulator 23 (4) ' spent as in 10 (d) is shown.
Ferner werden in der Verzweigungseinheit 24(5) von den eingespeisten Frequenzkomponenten von {f0 + (fBW/2)} bis {f0 + (3fBW/4)} die Frequenzkomponenten von beispielsweise dem halben obigen Band, d. h. {f0 + (5fBW/8)} bis {f0 + (3fBW/4)}, extrahiert und von dem Bandpassfilter 22(5)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist. Die Frequenzkomponenten von {f0 + (fBW/2)} bis {f0 + (5fBW/8)}, die nicht durch das Bandpassfilter 22(5)' hindurchgehen können, werden von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(5)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist.Further, in the branching unit 24 (5) from the frequency components fed in from {f0 + (fBW / 2)} to {f0 + (3fBW / 4)} the frequency components of, for example, half the above band, ie {f0 + (5fBW / 8)} to {f0 + (3fBW / 4)}, and extracted by the bandpass filter 22 (5) ' spent as in 10 (d) is shown. The frequency components from {f0 + (fBW / 2)} to {f0 + (5fBW / 8)}, not through the bandpass filter 22 (5) ' are going to pass from the second input / output port of the circulator 23 (5) ' spent as in 10 (d) is shown.
Ferner werden in der Verzweigungseinheit 24(6) von den eingespeisten Frequenzkomponenten von {f0 + (fBW/4)} bis {f0 + (fBW/2)} die Frequenzkomponenten von beispielsweise dem halben obigen Band, d. h. {f0 + (3fBW/8)} bis {f0 + (fBW/2)}, extrahiert und von dem Bandpassfilter 22(6)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist. Die Frequenzkomponenten von {f0 + (fBW/4)} bis {f0 + (3fBW/8)}, die nicht durch das Bandpassfilter 22(6)' hindurchgehen können, werden von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(6)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist.Further, in the branching unit 24 (6) of the frequency components fed from {f0 + (fBW / 4)} to {f0 + (fBW / 2)}, the frequency components of, for example, half of the above band, ie {f0 + (3fBW / 8)} to {f0 + (fBW / 2)}, and extracted by the bandpass filter 22 (6) ' spent as in 10 (d) is shown. The frequency components from {f0 + (fBW / 4)} to {f0 + (3fBW / 8)}, not through the bandpass filter 22 (6) ' are going to pass from the second input / output port of the circulator 23 (6) ' spent as in 10 (d) is shown.
Ferner werden in der Verzweigungseinheit 24(7) von den eingespeisten Frequenzkomponenten von f0 bis {f0 + (fBW/4)} die Frequenzkomponenten von beispielsweise dem halben obigen Band, d. h. {f0 + (fBW/8)} bis {f0 + (fBW/4)}, extrahiert und von dem Bandpassfilter 22(7)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist. Die Frequenzkomponenten von f0 bis {f0 + (fBW/8)}, die nicht durch das Bandpassfilter 22(7)' hindurchgehen können, werden von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(7)' ausgegeben, wie in 10(d) gezeigt ist.Further, in the branching unit 24 (7) from the frequency components fed in from f0 to {f0 + (fBW / 4)}, the frequency components of, for example, half of the above band, ie {f0 + (fBW / 8)} to {f0 + (fBW / 4)}, are extracted and extracted from the bandpass filter 22 (7) ' spent as in 10 (d) is shown. The frequency components from f0 to {f0 + (fBW / 8)}, not through the bandpass filter 22 (7) ' are going to pass from the second input / output port of the circulator 23 (7) ' spent as in 10 (d) is shown.
Es ist zu beachten, dass der zweite Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(0) mit einem Widerstand R abgeschlossen ist, welcher der charakteristischen Impedanz des Zirkulators entspricht, und unnötige Signalkomponenten, die durch den Zirkulator hindurchgehen können und nicht in dem Frequenzbereich von f0 bis (f0 + fBW) enthalten sind, werden von dem Widerstand R beendet.It should be noted that the second input / output port of the circulator 23 (0) is terminated with a resistance R corresponding to the characteristic impedance of the circulator, and unnecessary signal components which can pass through the circulator and are not included in the frequency range from f0 to (f0 + fBW) are terminated by the resistor R.
In dem Signalverzweigungsabschnitt 21 einer solchen Schaltungskonfiguration, wie sie in den 10(a) bis 10(d) gezeigt ist, überlappt das Filterpassband der Verzweigungseinheit der letzteren Stufe (in 10 die Seite der unteren Stufe) einen Teil des Filterpassbands der Verzweigungseinheit der ersteren Stufe (in 10 die Seite der oberen Stufe). Ein Zirkulator ist jedoch zwischen dem Filter der Verzweigungseinheit der ersteren Stufe und dem Filter der Verzweigungseinheit der letzteren Stufe (in 10 die Seite der unteren Stufe) vorgesehen, und somit ist die gegenseitige Beeinflussung zwischen den Filtern, von denen sich Bänder überlappen, gering, und die Konstruktion der Filter ist einfach.In the signal branching section 21 Such a circuit configuration, as in the 10 (a) to 10 (d) 2, the filter pass band of the branch unit of the latter stage (in FIG 10 the lower-stage side) part of the filter passband of the first-stage branching unit (in 10 the side of the upper level). However, a circulator is interposed between the filter of the branch unit of the former stage and the filter of the branch unit of the latter stage (in FIG 10 the side of the lower stage), and thus the mutual interference between the filters from which bands overlap is small, and the construction of the filters is simple.
Es ist zu beachten, dass es bei dem obigen Beispiel der Schaltungskonfiguration in einer Schaltung, in der M mit beispielsweise 16 vorgegeben ist (M = 16), ausreicht, wenn eine Verzweigungseinheit an jedem der Ausgänge der vier Verzweigungseinheiten der Endstufe in 9 vorgesehen ist, so dass dadurch das Band unterteilt wird. Das heißt, es ist möglich, eine Schaltung unter Verwendung von (M – 1) Verzweigungseinheiten für die erforderliche Anzahl M von Bändern zu konfigurieren.It should be noted that in the above example of the circuit configuration in a circuit where M is set at, for example, 16 (M = 16), a branch unit at each of the outputs of the four branch units of the final stage is sufficient 9 is provided so that this divides the band. That is, it is possible to configure a circuit using (M-1) branch units for the required number M of bands.
Wie oben beschrieben, ist es in dem Signalverzweigungsabschnitt, in dem Zirkulatoren verwendet werden, möglich, den Frequenzbereich des umzuwandelnden Signals variabel zu machen, indem das Durchlassband des Bandpassfilters variabel gemacht wird. Die Variabilität des Frequenzbereichs kann jedoch auch durch Erhöhen der Anzahl von Bandpassfiltern und Wählen der Filter unter Verwendung von Schaltern realisiert werden.As described above, in the signal branching section in which circulators are used, it is possible to make the frequency range of the signal to be converted variable by making the pass band of the band-pass filter variable. However, the variability of the frequency range can also be realized by increasing the number of bandpass filters and choosing the filters using switches.
11 zeigt ein Schaltungsbeispiel der obigen Ausführungen und zeigt eine Schaltungskonfiguration, bei welcher der Frequenzbereich des umzuwandelnden Signals auf drei Bänder variiert und jedes der Bänder in vier Zonen unterteilt werden kann. 11 Fig. 12 shows a circuit example of the above embodiments and shows a circuit configuration in which the frequency range of the signal to be converted varies to three bands, and each of the bands can be divided into four zones.
In diesem Fall werden Bandpassfilter 22(1, 1) bis 22(1, 4) zum Unterteilen des Bands 1 in vier Zonen in Kombinationen von Filtern gruppiert, deren Bänder einander nicht benachbart sind, d. h. in eine Gruppe der Bandpassfilter 22(1, 1) und 22(1, 3) und eine Gruppe der Bandpassfilter 22(1, 2) und 22(1, 4). Was die anderen Bänder angeht, so werden die Filter auf die gleiche Weise gruppiert, eine Filtergruppe, welche die eine Kombination jedes Bands bildet, wird mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(1) verbunden, und eine Filtergruppe, welche die andere Kombination bildet, wird mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsport des Zirkulators 23(2) verbunden. Ferner wird ein Ausgangssignal x(i, 1) bis x(i, 4) eines Filters des gewünschten Bands (i) ausgewählt und von dem Schalter 60 ausgegeben.In this case, bandpass filters 22 (1, 1) to 22 (1, 4) grouping the band 1 into four zones in combinations of filters whose bands are not adjacent to each other, that is, into a group of bandpass filters 22 (1, 1) and 22 (1, 3) and a group of bandpass filters 22 (1, 2) and 22 (1, 4) , Concerning the other bands, the filters are grouped in the same way, a filter group forming the one combination of each band is connected to the first input / output port of the circulator 23 (1) connected, and a filter group forming the other combination is connected to the first input / output port of the circulator 23 (2) connected. Further, an output signal x (i, 1) to x (i, 4) of a filter of the desired band (i) is selected and from the switch 60 output.
12(a) und 12(b) zeigen die Beziehung zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe des Signalverzweigungsabschnitts 21 dieser Schaltungskonfiguration in Bezug auf die Durchlassband- und Schalterwahl. Bei dieser Schaltungskonfiguration sind die Bänder der Filter der ersten Gruppe und die der zweiten Gruppe voneinander getrennt, und somit ist die gegenseitige Beeinflussung zwischen den miteinander parallel geschalteten Filtern gering, und die Störung aufgrund der obigen gegenseitigen Beeinflussung ist unbedeutend, so dass die Filterausbildung erleichtert ist. 12 (a) and 12 (b) show the relationship between the first group and the second group of the signal branching section 21 this circuit configuration in terms of passband and switch selection. In this circuit configuration, the bands of the filters of the first group and those of the second group are separated from each other, and thus the mutual interference between the filters connected in parallel is small, and the interference due to the above interference is insignificant, so that the filter formation is facilitated ,
Ferner ist bei der obigen Ausführungsform ein Schaltungsbeispiel, bei dem der Frequenzwandler 27(1) bis 27(M) des Frequenzumwandlungsabschnitts 26 aus dem Mischer 27a und dem Bandpassfilter 27b besteht, in 3 gezeigt. Der Frequenzwandler 27 kann jedoch auch so ausgebildet sein, wie dies durch die Schaltungskonfiguration von 13 gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass in 13 zur Vereinfachung der Beschreibung zwar nur ein Frequenzwandler 27(i) gezeigt ist, dass jedoch die anderen Frequenzwandler ebenfalls mit der identischen Schaltungskonfiguration realisiert werden können.Further, in the above embodiment, a circuit example in which the frequency converter 27 (1) to 27 (M) of the frequency conversion section 26 from the mixer 27a and the bandpass filter 27b exists, in 3 shown. The frequency converter 27 However, it may also be formed as indicated by the circuit configuration of FIG 13 is shown. It should be noted that in 13 Although only one frequency converter is needed to simplify the description 27 (i) It is shown, however, that the other frequency converters can also be realized with the identical circuit configuration.
Dieser Frequenzwandler 27(i) besteht aus einem gleichphasigen Eingangssignalverteiler 44 zur gleichphasigen Verzweigung eines Signals jedes Bands in K Signale (K ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) (in diesem Beispiel K = 4) und einem gleichphasigen Ortssignalverteiler 45 zur gleichphasigen Verzweigung eines Ortssignals Li in K Signale. Ferner besteht der Frequenzwandler 27(i) aus einer Vielzahl von (K) Mischern 461 bis 46K zum Empfangen und Mischen von Signalen x(i, 1) bis x(i, K), die von dem gleichphasigen Eingangssignalverteiler 44 gleichphasig verzweigt werden, und von Ortssignalen L(i, 1) bis L(i, K), die von dem gleichphasigen Ortssignalverteiler 45 gleichphasig verzweigt werden, und aus einem Synthesizer 47 zum Addieren und Verknüpfen von Ausgangssignalen der Vielzahl von Mischern 461 bis 46K. Ein Ausgangssignal yi dieses Frequenzwandlers 27(i) wird von einem entsprechenden A/D-Wandler 30(i) in Digitalsignale Yi umgewandelt.This frequency converter 27 (i) consists of an in-phase input signal distributor 44 for in-phase branching of a signal of each band into K signals (K is an integer equal to or greater than 1) (K = 4 in this example) and an in-phase local signal distributor 45 for in-phase branching of a location signal Li in K signals. Furthermore, there is the frequency converter 27 (i) from a variety of (K) mixers 461 to 46K for receiving and mixing signals x (i, 1) to x (i, K) received from the in-phase input signal distributor 44 in-phase branching, and from location signals L (i, l) to L (i, K) derived from the in-phase local signal distributor 45 be branched in phase, and from a synthesizer 47 for adding and combining output signals of the plurality of mixers 461 to 46K , An output signal yi this frequency converter 27 (i) is from a corresponding A / D converter 30 (i) converted into digital signals Yi.
Wie oben beschrieben, ist es durch verteiltes Einspeisen eines Signals eines Bands in eine Vielzahl von (K) Mischern möglich, jeden Mischer am Empfang eines zu großen Eingangssignals zu hindern und eine durch das zu große Eingangssignal verursachte harmonische Verzerrung und Intermodulationsverzerrung zu reduzieren.As described above, by distributing a signal of one band into a plurality of (K) mixers, it is possible to prevent each mixer from receiving too large an input signal and to reduce harmonic distortion and intermodulation distortion caused by the too large input signal.
Was die Signalkomponenten angeht, so sind die Komponenten ferner phasengleich miteinander und miteinander korreliert. Wenn also die Signalkomponenten addiert und miteinander verknüpft werden, kann zwar ein Ausgangsignal erhalten werden, das K-mal (K = die Anzahl Mischer) so groß wie das Eingangssignal ist, aber die in den Mischern auftretenden Rauschkomponenten sind nicht korrelativ, und wenn die Rauschkomponenten addiert und miteinander verknüpft werden, wird das Rauschen selbst nur mit VK multipliziert. Das heißt, wenn K gleich 4 ist (K = 4), wird der Rauschabstand um ungefähr 6 dB verbessert.As far as the signal components are concerned, the components are also in phase with each other and correlated with each other. Thus, when the signal components are added together and linked together, an output signal which is K times (K = the number of mixers) as large as the input signal can be obtained, but the noise components occurring in the mixers are non-correlative, and if the noise components are added and linked together, the noise itself is only multiplied by VK. That is, when K is 4 (K = 4), the signal-to-noise ratio is improved by about 6 dB.
In dem oben beschriebenen Frequenzumwandlungsabschnitt 26 wird das Ausgangssignal jedes analogen Frequenzwandlers 27 von jedem A/D-Wandler 30 in einen Digitalwert umgewandelt. Wie bei dem in 14 gezeigten Frequenzwandler 27(i)' werden Ausgangssignale von jeweiligen Mischern 461 bis 46K in jeweilige A/D-Wandler 481 bis 48K eingespeist, werden dann unter Anwendung eines gemeinsamen Abtasttakts Cs in Digitalsignale Y(i, 1) bis Y(i, K) umgewandelt und dann von einem digitalen Synthesizer 49 (Zahlenwertaddierer) addiert und miteinander verknüpft, so dass es ebenfalls möglich ist, Digitalsignale Yi zu erhalten. Bei dieser Schaltungskonfiguration besteht der Frequenzumwandlungsabschnitt 26 nur aus der Vielzahl von Frequenzwandlern 27(1)' bis 27(M)', und die bereits beschriebenen A/D-Wandler 30(1) bis 30(M) sind überflüssig.In the frequency conversion section described above 26 becomes the output of each analogue frequency converter 27 from every A / D converter 30 converted into a digital value. As with the in 14 shown frequency converter 27 (i) ' become output signals from respective mixers 461 to 46K in respective A / D converter 481 to 48K are then converted into digital signals Y (i, l) to Y (i, K) using a common sampling clock Cs and then from a digital synthesizer 49 (Numerical value adder) is added and linked together, so that it is also possible to obtain digital signals Yi. In this circuit configuration, there is the frequency conversion section 26 only from the multitude of frequency converters 27 (1) ' to 27 (M) ' , and the already described A / D converter 30 (1) to 30 (M) are superfluous.
Bei dieser Schaltungskonfiguration kann nicht nur die Wirkung erhalten werden, dass ein zu großes Eingangssignal in den Mischer verhindert und der Rauschabstand verbessert wird, sondern es kann auch die Wirkung erzielt werden, dass jeder A/D-Wandler 481 bis 48K am Empfangen eines zu großen Eingangssignals gehindert wird.In this circuit configuration, not only the effect of preventing an excessive input to the mixer and improving the signal-to-noise ratio can be obtained, but also the effect of making each A / D converter 481 to 48K is prevented from receiving too large an input signal.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß dem Frequenzumwandlungssystem der vorliegenden Erfindung selbst im Fall eines Breitbandsignals das Signal in Signale einer Vielzahl von Bändern verzweigt, und die Signale werden jeweils einer Frequenzumwandlungsverarbeitung unterzogen, und somit wird das Auftreten von Verzerrungen verhindert, die aus einer Sättigung der Mischer der Frequenzwandler resultieren, und eine Echtzeit-Signalanalyse im Hochdynamikbereich und mit einem hohen Rauschabstand wird ermöglicht.As described above, according to the frequency conversion system of the present invention, even in the case of a wideband signal, the signal is branched into signals of a plurality of bands, and the signals are subjected to frequency conversion processing, respectively, and thus the occurrence of distortion resulting from saturation of the signals is prevented Mixing the frequency converter result, and a real-time signal analysis in the high dynamic range and with a high signal to noise ratio is possible.
Ferner werden bei der Schaltungskonfiguration, bei der Zirkulatoren und Bandpassfilter als der Signalverzweigungsabschnitt verwendet werden, die gegenseitigen Beeinflussungen zwischen den Filtern, deren Bänder einander benachbart sind oder einander überlappen, reduziert, die Ausbildung des Filters wird erleichtert, und es wird einfach, mit dem Filter vom frequenzveränderlichen Typ umzugehen.Further, in the circuit configuration in which circulators and band pass filters are used as the signal branching section, the mutual influences between the filters whose bands are adjacent to each other or overlapped are reduced, the formation of the filter is facilitated, and it becomes easy with the filter to deal with the variable frequency type.
Außerdem werden bei der Konfiguration, bei der jeder der den Frequenzumwandlungsabschnitt bildenden analogen Frequenzwandler derart ausgebildet ist, dass ein Eingangssignal für ein Band gleichphasig in eine Vielzahl von Signalen verzweigt wird, die in eine Vielzahl von Mischern einzuspeisen sind, die Signale einer Frequenzumwandlungsverarbeitung unter Verwendung von gleichphasigen Ortssignalen unterzogen und die Ausgangssignale werden miteinander verknüpft, ein zu großes Eingangssignal in die Mischer wird weiter verringert, so dass eine harmonische Verzerrung und eine Intermodulationsverzerrung weiter unterdrückt werden. Ferner werden in Anbetracht der Tatsache, dass die Signalkomponenten gleichphasig addiert werden und somit das Signal mit der Anzahl der Mischer multipliziert wird, die von den Mischern verursachten Zufallsrauschkomponenten nur mit der Quadratwurzel der Anzahl der Mischer multipliziert, und der Rauschabstand wird folglich verbessert.In addition, in the configuration in which each of the frequency conversion section forming analog frequency converters is formed so that an input signal for a band is in-phase branched into a plurality of signals to be fed into a plurality of mixers, the signals of a frequency conversion processing using subjected to in-phase local signals and the output signals are linked together, too large an input signal to the mixer is further reduced, so that a harmonic distortion and an intermodulation distortion are further suppressed. Further, in consideration of the fact that the signal components are added in-phase and thus the signal is multiplied by the number of mixers, the random noise components caused by the mixers are multiplied only by the square root of the number of mixers, and hence the signal to noise ratio is improved.
Ferner kann bei der Konfiguration, bei der Ausgangssignale der Mischer des obigen Frequenzwandlers von A/D-Wandlern in Digitalsignale umgewandelt werden und die Digitalsignale danach addiert werden, um miteinander verknüpft zu werden, zusätzlich zu der Wirkung, dass ein zu großes Eingangssignal in den Mischer verhindert wird, und zusätzlich zu der Wirkung der Verbesserung des Rauschabstands ein zu großes Eingangssignal in den A/D-Wandler verhindert werden, und außerdem wird der Dynamikbereich größer.Further, in the configuration in which output signals, the mixer of the above frequency converter can be converted into digital signals by A / D converters and the digital signals thereafter added to be linked together, in addition to the effect that too large an input signal to the mixer is prevented, and in addition to the effect of improving the signal-to-noise ratio, too large an input to the A / D converter is prevented, and further, the dynamic range becomes larger.
Außerdem wird die Phasenverschiebung in jedem Band, die daraus resultiert, dass die Frequenzumwandlungs- und die A/D-Umwandlungsverarbeitung für jedes von der Vielzahl von unterteilten Bändern ausgeführt wird, in dem Korrekturprozessor korrigiert, und danach wird die Signalregenerierungsverarbeitung in dem gewünschten Band ausgeführt. Es ist also möglich, die Phaseninformation des ursprünglichen Signals exakt zu reproduzieren und die Regenerierungsverarbeitung des digitalen Modulationssignals exakt auszuführen.In addition, the phase shift in each band resulting from performing the frequency conversion and the A / D conversion processing for each of the plurality of divided bands is corrected in the correction processor, and thereafter the signal regeneration processing in the desired band is performed. It is thus possible to accurately reproduce the phase information of the original signal and to accurately perform the regeneration processing of the digital modulation signal.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Daher ist die Erfindung in ihren weitesten Aspekten nicht auf die speziellen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen, die hier gezeigt und beschrieben sind, beschränkt. Es können folglich verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Geist oder Umfang des allgemeinen erfinderischen Gedankens gemäß der Definition in den beigefügten Patentansprüchen und ihrer Äquivalente abzuweichen.Additional advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details and representative embodiments shown and described herein. Various modifications may therefore be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined in the appended claims and their equivalents.
