JP2002232314A - デュアルモード受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波用の各種無線機器、通信機器、測定器
にで利用されるデュアルモード受信機を提供する。 【解決手段】 アンテナ１００から入った電波は周波数
帯選択フィルタ１０１により帯域外不要波を除去された
後、低雑音増幅器１０２により低雑音増幅され、イメー
ジ除去フィルタ１０３により更に帯域外不要波を除去さ
れる。次に第１局部発振器１０５、ダウンミキサ１０６
により中間周波数に変換された後、受動広帯域チャネル
選択フィルタ１０６により帯域制限される。広帯域モー
ドでは緩衝増幅器１０９を、狭帯域モードでは緩衝増幅
器１０７、１１０および受動狭帯域チャネル選択フィル
タ１０８の経路を利用して利得可変増幅器１１１で所望
レベルまで増幅した後、直交復調器１１２及び第２局部
発振器１１３によって直交復調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種無線機器、通信
機器、測定器などに用いられるデュアルモード受信機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無線伝送システムにおいては当該
受信周波数に非常に近接した高レベルの妨害波を除去す
るために、中間周波数帯においてＳＡＷフィルタやＭＣ
Ｆ等の受動チャネル選択フィルタを使用して妨害波を除
去することが多い。

【０００３】以下、従来の受信機について説明する。

【０００４】図４は従来の受信機の構成を示すブロック
結線図である。図４において、１００はアンテナ、１０
１は周波数帯選択フィルタ、１０２は低雑音増幅器、１
０３はイメージ除去フィルタ、１０４はダウンミキサ、
１０５は第１局部発振器、１０８はＳＡＷフィルタやＭ
ＣＦ等で構成される受動狭帯域チャネル選択フィルタ、
１１１はＩＦ帯可変利得増幅器、１１２は直交復調器、
１１３は第２局部発振器、６０１は低域通過フィルタ、
６００は低雑音増幅器１０２、ダウンミキサ１０４、第
１局部発振器１０５、ＩＦ帯可変利得増幅器１１１、直
交復調器１１２、第２局部発振器１１３、低域通過フィ
ルタ６０１からなるＲＦＩＣである。

【０００５】以上のように構成された受信機について、
以下その動作について説明する。

【０００６】アンテナ１００から入力された電波は、ま
ず周波数選択フィルタ１０１により帯域外不要波を除去
された後、低雑音増幅器１０２により低雑音増幅され、
イメージ除去フィルタ１０３により更に帯域外不要波が
除去される。次に第１局部発振器１０５、ダウンミキサ
１０４により中間周波数帯にダウンコンバートされ、受
動狭帯域チャネル選択フィルタ１０８により帯域制限さ
れる。そして、ＩＦ帯可変利得増幅器１１１により適切
なレベルに増幅された後、第２局部発振器１１３、直交
復調器１１２により直交復調され、低域通過フィルタ６
０１により十分に妨害波が除去された安定したベースバ
ンド出力が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は狭帯域システムと広帯域システムとのデュアルモード
化が必須となりつつあるのに対し、上記構成では、チャ
ネル帯域幅の異なる変調方式に同時に対応しようとして
も受動狭帯域チャネル選択フィルタの帯域幅を切り換え
ることができず、上記システムに対応できないという課
題を有していた。また、狭帯域システム単独においても
特にレベルの大きい相互変調歪妨害波をチャネル選択フ
ィルタで十分に除去できないためＩＦ帯回路への線形性
の要求が厳しくなり、消費電流が増大するという課題を
有していた。

【０００８】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、帯域幅の異なる受動チャネルフィルタを直列に接
続することでデュアルモード無線機を実現することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、狭帯域モード動作時には受動広帯域チャネ
ル選択フィルタと受動狭帯域チャネル選択フィルタを緩
衝増幅器を介して直列接続して使用し、広帯域モード動
作時には受動狭帯域チャネル選択フィルタを使用せず、
受動広帯域チャネル選択フィルタのみを使用することで
デュアルモード無線機を実現している。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、低雑音増幅器、ダウンミキサ、中間周波数帯チャネ
ル選択フィルタ、可変利得増幅器、直交復調器およびベ
ースバンド帯低域通過フィルタで構成されるシングルコ
ンバージョン受信機において、前記中間周波数帯チャネ
ル選択フィルタを広帯域チャネル選択フィルタと狭帯域
チャネル選択フィルタの直列接続で構成するとともに、
前記ベースバンド帯低域通過フィルタの通過帯域幅を可
変構成とし、狭帯域変調動作時には、前記広帯域チャネ
ル選択フィルタと前記狭帯域チャネル選択フィルタの両
者を使用し、かつ前記ベースバンド帯低域通過フィルタ
の通過帯域幅を狭帯域に設定、広帯域変調動作時には、
前記狭帯域チャネル選択フィルタをパスして前記広帯域
チャネル選択フィルタのみを使用し、かつ前記ベースバ
ンド帯低域通過フィルタの通過帯域幅を広帯域に設定し
たことを特徴とするデュアルモード受信機であり、狭帯
域モードにおいても受動広帯域チャネル選択フィルタに
より、離調周波数の大きいレベルの高い妨害波を抑圧す
ることで受動狭帯域チャネル選択フィルタの減衰特性を
緩和し、効率的にチャネル帯域幅を切り換えることがで
きるという作用を有する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、広帯域チャネル
選択フィルタと狭帯域チャネル選択フィルタの間、狭帯
域チャネル選択フィルタの後、および狭帯域チャネル選
択フィルタの通過パスに緩衝増幅器を設けたことを特徴
とする請求項１記載のデュアルモード受信機であり、緩
衝増幅器のアイソレーション特性を利用することでフィ
ルタの入出力インピーダンスの変化を緩和し、安定なモ
ード切り替えを実現することができるという作用を有す
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、低雑音増幅器、
ダウンミキサ、中間周波数帯チャネル選択フィルタ、可
変利得増幅器、直交復調器およびベースバンド帯低域通
過フィルタで構成される受信機において、前記ダウンミ
キサとして、中間周波数帯へ周波数変換を行うミキサと
ベースバンド帯へ直接周波数変換を行うミキサの２つの
回路を設けるとともに、前記ベースバンド帯低域通過フ
ィルタの通過帯域幅を可変構成とし、狭帯域変調動作時
には、前記中間周波数帯へ周波数変換を行うミキサを用
い、不要周波数成分は前記中間周波数帯チャネル選択フ
ィルタと通過帯域幅を狭帯域に設定した前記ベースバン
ド帯低域通過フィルタで除去し、広帯域変調動作時に
は、前記ベースバンド帯へ直接周波数変換を行うミキサ
を用い、不要周波数成分は広帯域に設定した前記ベース
バンド帯低域通過フィルタで除去したことを特徴とする
デュアルモード受信機であり、受動広帯域チャネル選択
フィルタを除去することで装置を小型化できるという作
用を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、ベースバンド帯
で利得を可変したことを特徴とする請求項３記載のデュ
アルモード受信機であり、中間周波数帯での可変利得回
路を省略できるという作用を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、ＦＭ検波用の出
力回路を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載のデュアルモード受信機であり、請求項１〜４
記載の作用に加え、汎用のＦＭ検波ＩＣに出力を渡すこ
とで直交復調器では復調できないアナログＦＭモードの
復調を可能にするという作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載のデュアルモード受信機を用いた無線機
器であり、デュアルモード受信機の小型化を図ること
で、無線機器全体の小型化を実現するという作用を有す
る。

【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を用いて説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１はデュアルモード受
信機のブロック結線図を示す。図１において１００〜１
０５、１０８、１１１〜１１３の番号を付した構成要素
は図４で説明した従来の技術のものと同一であるため説
明は省略する。

【００１８】１０６は受動狭帯域チャネル選択フィルタ
１０８と同様にＳＡＷフィルタやＭＣＦ等で構成された
受動広帯域チャネル選択フィルタで、その帯域幅は広帯
域システムにあわせられている。１０７はモード切替時
に受動広帯域チャネル選択フィルタ１０６の出力インピ
ーダンス及び受動狭帯域チャネル選択フィルタ１０８の
入力インピーダンスの変化を緩和するための緩衝増幅
器、１１０はモード切替時に受動狭帯域チャネル選択フ
ィルタ１０８の出力インピーダンスの変化を緩和するた
めの緩衝増幅器、１０９は広帯域モード選択時に受動狭
帯域チャネル選択フィルタ１０８の経路をパスする緩衝
増幅器である。

【００１９】緩衝増幅器１０７と緩衝増幅器１０９は入
力を共用とし、どちらが選択されても入力インピーダン
スに変化を生じないように構成する。また、緩衝増幅器
１０９と緩衝増幅器１１０は出力が共有されており、ど
ちらが選択されても出力インピーダンスの変化を生じな
いように構成する。１１４はモードに応じて帯域幅を可
変できる帯域可変低域通過フィルタである。１１５は低
雑音増幅器１０２、ダウンミキサ１０４、第１局部発振
器１０５、緩衝増幅器１０７、１０９、１１０、ＩＦ帯
可変利得増幅器１１１、直交復調器１１２、第２局部発
振器１１３および帯域可変低域通過フィルタ１１４から
なるＲＦＩＣである。

【００２０】以上のように構成されたデュアルモード受
信機について、以下その動作について北米ＴＤＭＡ及び
ＧＳＭの共用機を例にとって説明する。なお、北米ＴＤ
ＭＡはチャネル帯域幅は３０ＫＨｚ、ＧＳＭは２００Ｋ
Ｈｚである。

【００２１】北米ＴＤＭＡモードでは、受動狭帯域チャ
ネル選択フィルタ１０８のみでは１２０ＫＨｚ、２４０
ＫＨｚ離調の相互変調歪妨害波を４０ｄＢ程度しか減衰
できず、規格値の妨害波(＋６２ｄＢｃ)が入力された場
合に、妨害波がＩＦ回路に漏洩するため、このままで
は、ＩＦ回路に高い線形性が要求される。

【００２２】そこで、このモードでは緩衝増幅器１０９
の電源を落とし、緩衝増幅器１０７および１１０の電源
を入れる。帯域可変低域通過フィルタ１１４の帯域は３
０ＫＨｚとする。ダウンミキサ１０４の出力に接続され
るＧＳＭ用の２００ＫＨｚ帯域幅を有する受動広帯域チ
ャネル選択フィルタ１０６により、２４０ＫＨｚ離調妨
害波成分はある程度抑圧される。その出力を緩衝増幅器
１０７を介して受動狭帯域チャネル選択フィルタ１０８
に入力し、緩衝増幅器１１０を介して可変利得増幅器１
１１に接続することで、受動狭帯域チャネル選択フィル
タ１０８を単体で用いた場合より、２４０ＫＨｚ離調の
妨害波成分を減衰でき、ＩＦ回路に要求される線形性が
軽減でき、低消費電力化が可能となる。

【００２３】次にＧＳＭモードでは、緩衝増幅器１０９
の電源を入れ、緩衝増幅器１０７および１１０の電源を
落とす。帯域可変低域通過フィルタの帯域は２００ＫＨ
ｚとする。受動広帯域チャネル選択フィルタ１０６の出
力は緩衝増幅器１０９を介して直接可変利得増幅器１１
１に接続されるため、従来例と同等の受信機が構成で
き、結果としてデュアルモード受信機を構成できる。

【００２４】その他の部分の動作は図４で説明した従来
例と同一であるため説明は省略する。

【００２５】以上のように本実施例によれば、チャネル
帯域幅の異なる２つの変調方式に対応したデュアルモー
ド受信機において、狭帯域モード動作時には受動広帯域
チャネル選択フィルタと受動狭帯域チャネル選択フィル
タを緩衝増幅器を介して直列接続して使用し、広帯域モ
ード動作時には受動狭帯域チャネル選択フィルタを使用
せず、受動広帯域チャネル選択フィルタのみを使用する
ことでデュアルモード受信機を実現できる。

【００２６】なお、図１において低雑音増幅器１０２、
第１局部発振器１０５、第２局部発振器１１３はＲＦＩ
Ｃ１１５に含まれる構成としたが、ＲＦＩＣ１１５の外
部にあってもよいことはいうまでもない。

【００２７】（実施の形態２）図１はデュアルモード受
信機のブロック結線図を示す。図１は実施の形態１にお
いて説明したものと同一であるため説明は省略する。

【００２８】以上のように構成されたデュアルモード受
信機について、以下北米ＴＤＭＡ及びＧＳＭの共用機を
例にとってその動作について説明する。

【００２９】ＴＤＭＡモードでは緩衝増幅器１０７及び
１１０、ＧＳＭモードでは緩衝増幅器１０９の電源が入
り、信号通過パスが切り替わる。このとき、緩衝増幅器
１０７及び１０９の入力部は回路を共通としてあるた
め、インピーダンス変化を生じない。また、緩衝増幅器
１０９及び１１０の出力部は負荷抵抗を共通としてあ
り、やはりインピダーンス変化を生じない。このため、
広帯域チャネル選択フィルタ１０６及び狭帯域チャネル
選択フィルタ１０８の入出力整合が安定となる。

【００３０】以下の動作は実施の形態１と同一であるた
め説明は省略する。

【００３１】以上のように本実施例によればフィルタ切
り替えに入力共通の緩衝増幅器及び出力共通の緩衝増幅
器を利用することで安定な切替を実現できる。

【００３２】（実施の形態３）図２はデュアルモード受
信機のブロック結線図を示す。図２において１００〜１
０４、１０５、１０８、１１２〜１１４の番号を付した
構成要素は図１同一であるため説明は省略する。３００
は無線周波数帯から直接ベースバンド帯の信号を生成す
る直接直交復調器、３０１、３０２はベースバンド帯緩
衝増幅器、３０３はベースバンド帯可変利得増幅器であ
る。

【００３３】３０４は低雑音増幅器１０２、ダウンミキ
サ１０４、直接直交復調器３００、第１局部発振器１０
５、緩衝増幅器３０１、３０２、ベースバンド帯可変利
得増幅器３０３、直交復調器１１２、第２局部発振器１
１３および帯域可変低域通過フィルタ１１４からなるＲ
ＦＩＣである。

【００３４】以上のように構成されたデュアルモード受
信機について、以下その動作について説明する。

【００３５】帯域が広く帯域可変低域通過フィルタの減
衰特性への要求が比較的緩いＧＳＭモードでは、イメー
ジ除去フィルタ１０３の出力は直接直交復調器３００と
第１局部発振器１０５により、ベースバンド帯の信号に
直接変換されて、緩衝増幅器３０１及びベースバンド帯
可変利得増幅器３０３及び帯域可変低域通過フィルタ１
１４に接続される。このような構成はダイレクトコンバ
ージョン方式と呼ばれており、中間周波数帯が存在しな
いため、中間周波数帯における受動広帯域チャネル選択
フィルタが不要となり、回路構成が簡単となる。

【００３６】これに対し、帯域可変低域通過フィルタ１
１４による選択度に厳しい特性が要求される北米ＴＤＭ
Ａモードにおいては、帯域可変低域通過フィルタ１１４
単体で減衰特性を確保するのが困難であるため、従来と
同様のシングルコンバージョンの構成を適用する。

【００３７】その他の部分の動作は実施の形態１と同一
であるため説明は省略する。

【００３８】以上のように本実施例によれば広帯域モー
ドにおいて、ダイレクトコンバージョン方式を適用する
ことで受動広帯域チャネル選択フィルタを不要とし、デ
ュアルモード受信機の小型化を実現できる。

【００３９】（実施の形態４）図２はデュアルモード受
信機のブロック結線図を示す。図２は実施の形態３にお
いて説明したものと同一であるため説明は省略する。

【００４０】以上のように構成されたデュアルモード受
信機について、以下北米ＴＤＭＡ及びＧＳＭの共用機を
例にとってその動作について説明する。

【００４１】ＴＤＭＡモードにおいてもＧＳＭモードに
おいても強電界信号が入力された場合においてはＩＦ帯
可変利得増幅器１１１が利得調整を行う。通常、シング
ルコンバージョン受信機は中間周波数帯で、ダイレクト
コンバージョン受信機はベースバンド帯にて利得可変を
行うが、これらをベースバンド帯可変利得増幅器３０３
により一つにまとめることができる。

【００４２】その他の部分の動作は実施の形態３と同一
であるため説明は省略する。

【００４３】以上のように本実施例によれば中間周波数
帯とベースバンド帯で行っていた利得調整動作をベース
バンド帯にまとめることにより、回路規模の削減を図る
ことができるようになる。 （実施の形態４）図３はディジタル・アナログデュアル
モード受信機のブロック結線図を示す。図３において１
００〜１０５、１０８、１１２〜１１４の番号を付した
構成要素は図１と、３００〜３０３の番号を付した構成
要素は図２と同一であるため説明は省略する。２００は
緩衝増幅器であり、その出力に外部汎用ＦＭＩＣが接続
される。

【００４４】４００は低雑音増幅器１０２、ダウンミキ
サ１０４、直接直交復調器３００、第１局部発振器１０
５、緩衝増幅器２００、３０１、３０２、ベースバンド
帯可変利得増幅器３０３、直交復調器１１２、第２局部
発振器１１３および帯域可変低域通過フィルタ１１４か
らなるＲＦＩＣである。

【００４５】ディジタル変調方式システムは、通常直交
復調器１１２により復調出力を得ているが、北米ＡＭＰ
ＳのようなアナログＦＭ信号の検波に直交復調器を用い
ることはできない。しかし、使用周波数帯は同一であ
り、受動狭帯域チャネル選択フィルタ１０８までは回路
を共有化できるため、直交復調器１１２と入力部が共通
な緩衝増幅器２００を設け、その出力を外部に取り出せ
れば、安価な汎用アナログＦＭＩＣを使用することがで
き、簡易な構成でディジタル・アナログデュアルモード
受信機が実現できる。

【００４６】その他の部分の動作は実施の形態１と同一
であるため説明は省略する。

【００４７】以上のように本実施例によれば緩衝増幅器
２００を用いて中間周波数出力を外部に取り出すことに
より、デュアルモード受信機のアナログＦＭへの対応を
実現できる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、チャネル
帯域幅の異なる２つの変調方式に対応したデュアルモー
ド受信機において、狭帯域モード動作時には受動広帯域
チャネル選択フィルタと受動狭帯域チャネル選択フィル
タを緩衝増幅器を介して直列接続して使用し、広帯域モ
ード動作時には受動狭帯域チャネル選択フィルタを使用
せず、受動広帯域チャネル選択フィルタのみを使用する
ことでデュアルモード受信機を実現できるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１〜２におけるデュアルモ
ード受信機のブロック結線図

【図２】本発明の実施の形態３〜４におけるデュアルモ
ード受信機のブロック結線図

【図３】本発明の実施の形態５におけるデュアルモード
受信機のブロック結線図

【図４】従来のデュアルモード受信機のブロック結線図

【符号の説明】

１００ アンテナ １０１ 周波数帯選択フィルタ １０２ 低雑音増幅器 １０３ イメージ除去フィルタ １０４ ダウンミキサ １０５ 第１局部発振器 １０６ 受動広帯域チャネル選択フィルタ １０７ 緩衝増幅器 １０８ 受動狭帯域チャネル選択フィルタ １０９、１１０ 緩衝増幅器 １１１ ＩＦ帯可変利得増幅器 １１２ 直交復調器 １１３ 第２局部発振器 １１４ 帯域可変低域通過フィルタ １１５ ＲＦＩＣ ２００ 緩衝増幅器 ３００ 直接直交復調器 ３０１、３０２ 緩衝増幅器 ３０３ ベースバンド帯可変利得増幅器 ３０４、４００ ＲＦＩＣ ６０１ 低域通過フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢吹 博幸 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 Ｆターム(参考） 5K020 AA08 DD12 DD15 EE02 EE04 HH13 JJ07 KK04 KK08 MM04 MM05 5K061 AA16 BB04 BB12 CC11 CC23 CC45 JJ05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低雑音増幅器、ダウンミキサ、中間周波
   数帯チャネル選択フィルタ、可変利得増幅器、直交復調
   器およびベースバンド帯低域通過フィルタで構成される
   シングルコンバージョン受信機において、前記中間周波
   数帯チャネル選択フィルタを広帯域チャネル選択フィル
   タと狭帯域チャネル選択フィルタの直列接続で構成する
   とともに、前記ベースバンド帯低域通過フィルタの通過
   帯域幅を可変構成とし、狭帯域変調動作時には、前記広
   帯域チャネル選択フィルタと前記狭帯域チャネル選択フ
   ィルタの両者を使用し、かつ前記ベースバンド帯低域通
   過フィルタの通過帯域幅を狭帯域に設定し、広帯域変調
   動作時には、前記狭帯域チャネル選択フィルタをパスし
   て前記広帯域チャネル選択フィルタのみを使用し、かつ
   前記ベースバンド帯低域通過フィルタの通過帯域幅を広
   帯域に設定したことを特徴とするデュアルモード受信
   機。
2. 【請求項２】 広帯域チャネル選択フィルタと狭帯域チ
   ャネル選択フィルタの間、狭帯域チャネル選択フィルタ
   の後、および狭帯域チャネル選択フィルタの通過パスに
   緩衝増幅器を設けたことを特徴とする請求項１記載のデ
   ュアルモード受信機。
3. 【請求項３】 低雑音増幅器、ダウンミキサ、中間周波
   数帯チャネル選択フィルタ、可変利得増幅器、直交復調
   器およびベースバンド帯低域通過フィルタで構成される
   受信機において、前記ダウンミキサとして、中間周波数
   帯へ周波数変換を行うミキサとベースバンド帯へ直接周
   波数変換を行うミキサの２つの回路を設けるとともに、
   前記ベースバンド帯低域通過フィルタの通過帯域幅を可
   変構成とし、狭帯域変調動作時には、前記中間周波数帯
   へ周波数変換を行うミキサを用い、不要周波数成分は前
   記中間周波数帯チャネル選択フィルタと通過帯域幅を狭
   帯域に設定した前記ベースバンド帯低域通過フィルタで
   除去し、広帯域変調動作時には、前記ベースバンド帯へ
   直接周波数変換を行うミキサを用い、不要周波数成分は
   広帯域に設定した前記ベースバンド帯低域通過フィルタ
   で除去したことを特徴とするデュアルモード受信機。
4. 【請求項４】 ベースバンド帯で利得を可変したことを
   特徴とする請求項３記載のデュアルモード受信機
5. 【請求項５】 ＦＭ検波用の出力回路を設けたことを特
   徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のデュアルモー
   ド受信機。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のデュア
   ルモード受信機を用いた無線機器。