JP2003218641A5

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Publication number: JP2003218641A5
Application number: JP2002008822A
Authority: JP
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2022-01-17

Description

局部発振器１０１は、予め定められた周波数ｆ_Cを有する局部発振信号Ｓ_LOを生成して、９０度分配器１０２に出力する。ここで、後述の実施形態での便宜のため、局部発振信号Ｓ _LOの発振周波数ｆ_Cをｆ_C1とする。９０度分配器１０２は、入力局部発振信号Ｓ_LOから、基準位相信号Ｓ_REFおよび直交信号Ｓ_QRを生成する。ここで、基準位相信号Ｓ_REFおよび直交信号Ｓ_QRは理想的には、９０度の位相差を有し、かつ互いに同じ振幅を有する。また、基準位相信号Ｓ_REFは、入力局部発振信号Ｓ_LOのものと同じ位相を有する場合には、同相信号と呼ばれる。以上の基準位相信号Ｓ_REFは、ミキサ１０５に出力され、直交信号Ｓ_QRは、ミキサ１０６に出力される。

ここで、９０度分配器１０２の３つの構成例について、図１３〜図１５を参照して説明する。図１３は、９０度分配器１０２の第１の構成例であるＲＣ移相器の回路構成を示す模式図である。図１３において、ＲＣ移相器は、入力端子２０１と、分配器２０２と、直列容量２０３と、並列抵抗２０４と、直列抵抗２０５と、並列容量２０６と、２個の出力端子２０７および２０８とを備えている。以上のような構成のＲＣ移相器において、入力端子２０１に、上述の局部発振信号Ｓ_LOが与えられると、出力端子２０７および２０８からは、上述の基準位相信号Ｓ_REFおよび直交信号Ｓ_QRが出力される。以上のようなＲＣ移相器を応用した９０度分配器については、例えば、"RF Microelectronics"（Behzad Razavi著）の第１３８頁に記載されている。

９０度分配器３は、９０度分配器１０２（図１３〜図１５参照）と同様の回路構成を有するが、後述するように、９０度分配器３を構成する回路素子（つまり、抵抗および／または容量）の値は、９０度分配器１０２の回路素子の値より大きい。以上の９０度分配器３は、入力端子１と結線され、入力局部発振信号Ｓ_LOから、中間基準位相信号ＩＳ_REFおよび中間直交信号ＩＳ_QRを生成する。中間基準位相信号ＩＳ_REFおよび中間直交信号ＩＳ_QRはそれぞれ、上記発振周波数ｆ_C1／２と同じ周波数を有するが、中間直交信号ＩＳ_QRの位相は、中間基準位相信号ＩＳ_REFのものと直交する。以上の中間基準位相信号ＩＳ_REFはミキサ６に出力され、また、中間直交信号ＩＳ_QRはミキサ７に出力される。

他にも、局部発振器１０の発振周波数ｆ_Cを従来よりも低く抑えることができるので、信号生成回路ＳＧ₁を低コストで製造できるという技術的効果も得ることができる。
また、本信号生成回路ＳＧ₁では、ミキサ６および７の前段に、局部発振信号Ｓ_LOの振幅値を減衰させる９０度分配器３が配置されている。これによって、基準位相信号Ｓ_REFおよび直交信号Ｓ_QRの飽和レベルを、従来のものよりも向上させることが可能になる。

また、以上の実施形態では、好ましい例として、入力端子１および２の双方に局部発振器１０が結線されていた。これによって、発振周波数ｆ_Cを２逓倍した周波数を有する基準位相信号Ｓ_REFおよび直交信号Ｓ_QRを、信号生成回路ＳＧ₁は生成していた。しかし、これに限らず、例えば、入力端子１および２に、互いに発振周波数の相違する第１および第２の局部発振器を結線することで、２逓倍以外にも対応することが可能となる。他にも、９０度分配器３への入力局部発振信号Ｓ_LO、移相器４への入力局部発振信号Ｓ_LO 中間基準位相信号ＩＳ_REFおよび中間直交信号ＩＳ_QRの両方、および移相信号Ｓ_SFTのいずれかを周波数変換することでも２逓倍以外に対応できる信号生成回路ＳＧ₁を提供することが可能となる。

なお、以上の説明では、中間基準位相信号ＩＳ_REFを、Ａ・ｅｘｐ（ｊωｔ）と、中間直交信号ＩＳ_QRを、Ａ・ｅｘｐ（ｊωｔ＋π／２）とおいていた。つまり、中間基準位相信号ＩＳ_REFの位相は０度で、中間直交信号ＩＳ_QRの位相は９０度である。しかし、このような位相関係以外であっても、上述のような技術的効果は得られる。具体的には、ミキサ６に入力される２信号の位相差が実質的に４５度または１３５度で、ミキサ７への入力２信号の位相差も実質的に４５度または１３５度という条件さえ満たせば、９０度分配器３は、上述のような位相関係以外の中間基準位相信号ＩＳ_REFおよび中間直交信号ＩＳ_QRを生成しても良い。例えば、９０度分配器３が、入力局部発振信号Ｓ_LOから、＋４５度の位相を有する中間基準位相信号ＩＳ_REFと、−４５度の中間直交信号ＩＳ_QRを生成する場合について説明する。この場合には、入力端子２からミキサ６および７までの至る経路長と、入力端子１からミキサ６および７までの経路長との差があれば、両ミキサ６および７の動作は非対称になるが、上述の信号生成回路ＳＧ₁によれば、移相器４により、上述の経路差に起因して生じる位相差を補償することが可能になる。その結果、ミキサ６からの出力基準位相信号Ｓ_REFと、ミキサ７からの出力直交信号Ｓ _QRとの振幅誤差を飛躍的に小さくすることができる。

分配器６１は、９０度分配器３の出力中間基準位相信号ＩＳ_REFを２分岐して、一方を増幅器６３に出力し、他方を増幅器６４に出力する。増幅器６３は、入力中間基準位相信号ＩＳ_REFを増幅して、ミキサ６に出力する。増幅器６４は、入力中間基準位相信号ＩＳ_REFを増幅して、合成器６７に出力する。
分配器６２は、９０度分配器３の出力中間直交信号ＩＳ_QRを２分岐して、一方を増幅器６５に出力し、他方を増幅器６６に出力する。増幅器６５は、入力中間直交信号ＩＳ_QRを増幅して、ミキサ７に出力する。増幅器６６は、入力直交信号ＩＳ_QRを増幅して、合成器６７に出力する。合成器６７は、入力中間基準位相信号ＩＳ_REFおよび入力中間直交信号ＩＳ_QRを合成して合成信号Ｓ_CMPを生成し、これを分配器５に出力する。