JP2003324364A - イメージ混信除去装置 - Google Patents

イメージ混信除去装置

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JP2003324364A
JP2003324364A JP2002128928A JP2002128928A JP2003324364A JP 2003324364 A JP2003324364 A JP 2003324364A JP 2002128928 A JP2002128928 A JP 2002128928A JP 2002128928 A JP2002128928 A JP 2002128928A JP 2003324364 A JP2003324364 A JP 2003324364A
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signal
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bandwidth
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Koji Muto
浩二 武藤
Hiroshi Hoshikawa
博 星川
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Techno Network Shikoku Co Ltd
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Techno Network Shikoku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複素係数アナログフィルタの回路定数を設計
し直すことなく、複素係数アナログフィルタの中心周波
数、及び帯域幅を電気的に容易に変更することができる
イメージ混信除去装置を提供する。 【解決手段】 複素係数アナログフィルタの中心周波
数、帯域幅及び除去周波数を任意に制御するための、電
気信号を生成する制御信号生成回路を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スーパーヘテロダ
イン方式無線受信機において、無線周波信号に、大きさ
が等しくて位相が90°異なる2つの高周波信号を生成
する局部発振器の出力を混合し、その出力信号を複素係
数アナログフィルタで処理することによって、イメージ
混信を除去するイメージ混信除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】中間周波数fIFが所望の信号の搬送周
波数fより低いスーパーヘテロダイン方式無線受信機
において、妨害波(f=f−2fIF)が同時に受
信されたとき、所望の信号と妨害信号が混ざり合って中
間周波数として出力され、イメージ混信が発生する。例
えば、搬送周波数f=14.2MHz、中間周波数f
IF=455kHz、局部発振周波数14.655MH
zのスーパーヘテロダイン無線受信機において、アンテ
ナから15.11MHzの妨害波が入ると、妨害波の周
波数が搬送周波数に近すぎるため、これを除去すること
ができず混信が発生する。
【0003】このような妨害波の除去比率(イメージ除
去比)を向上させる手法として、2つの方法が考えられ
ている。第一番目の方法は、中間周波数を搬送周波数よ
り高くすることであり、VHF帯までの受信機において
広く採用されている。第二番目の方法は、妨害波の周波
数に同調する無線周波トラップを挿入する方法である。
しかしながら、近年における携帯電話などのモバイル通
信機器の普及に伴って搬送周波数が高周波化しており、
それらの通信方式が使用する周波数帯域幅が広がってい
るため、妨害信号の周波数が装置の無線周波の帯域幅に
入り、これらの方法を適用することが難しくなってきて
いる。
【0004】本発明者らは、上記の問題を解決するた
め、既に複素係数アナログフィルタを用いたイメージ除
去装置を発明し、平成12年度電気関係学会四国支部連
合大会において発表している(同大会予稿集135
頁)。図6において、無線周波信号はアンテナから入力
され所定の信号レベルに増幅された信号である。前記既
発明のイメージ混信除去装置は、大きさが等しく位相が
90°異なる2つの高周波信号(余弦波信号と正弦波信
号)を生成する局部発振器1と、前記無線周波信号と局
部発振器1の余弦波信号を混合する周波数混合器2a
と、前記無線周波信号と局部発振器1の正弦波信号とを
混合する周波数混合器2bと、周波数混合器2aと周波
数混合器2bの出力信号について、正または負の中間周
波数成分のみを通過させる複素係数アナログフィルタ3
とを備えている。該発明の基本原理は以下のとおりであ
り、複素係数アナログフィルタ3の出力を信号として取
り出し、中間周波信号として利用する。
【0005】局部発振器1の出力を数1で表される信号
となるように設定することによって、該発明のイメージ
混信除去装置に、数2で表される所望の無線周波信号v
d(t)と、数3で表される妨害信号vu(t)が入力
されたとき、周波数混合器2aの出力xr(t)は数
4、周波数混合器2bの出力xi(t)は数5で表され
る。これを図示すると図7のようになり、所望の信号は
ωd付近からωi(中間周波数の角速度)付近に、妨害
波はωu付近から−ωi付近にシフトされる。ここで複
素係数アナログフィルタ3の通過帯域を、所望の信号が
シフトされる周波数であるωi付近に設定しておくこと
によって、所望の信号だけを取り出すことができる。
【0006】
【数1】 VL(t)= e−jwt
【数2】 Vd(t)= ejwdt + e
−jwdt
【数3】 Vu(t)= ejwut + e
−jwut
【数4】 Xr(t)= ej(wd−wL)t + e
−j(wd+wL)t
【数5】 Xi(t)= ej(wu−wL)t + e
−j(wu+wL)t
【0007】しかしながら、このようなイメージ混信除
去装置は、複素係数アナログフィルタの特性が固定され
ているため、中心周波数や帯域幅などを変更する場合に
は、回路定数を設計し直す必要があるという難点があっ
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、制
御信号生成回路を設けることによって、複素係数アナロ
グフィルタの回路定数を設計し直すことなく、前記複素
係数アナログフィルタで通過させる信号の中心周波数、
および帯域幅を電気的に容易に変更させることでき、且
つ特定周波数の成分のみを除去できる機能を持たせるこ
とができるイメージ混信除去装置を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1のイメージ混信
除去装置は、高周波信号を生成する局部発振器と、入力
された無線周波信号と局部発振器の出力信号の一つを混
合する第1周波数混合器と、信号搬送波と局部発振器の
他の出力信号とを混合する第2周波数混合器と、前記の
第1及び第2の周波数混合器の出力信号について、正ま
たは負の中間周波数成分のみを通過させる複素係数アナ
ログフィルタとを備え、妨害波による所望の信号へのイ
メージ妨害を除去する機能を有する装置であって、前記
複素係数アナログフィルタの中心周波数、帯域幅及び除
去周波数を任意に制御するための電気信号を生成する制
御信号生成回路を備えたことを特徴とする。
【0010】請求項2のイメージ混信除去装置は、請求
項1に記載の発明において、制御信号生成回路が、複素
係数アナログフィルタを構成する演算伝達コンダクタン
スまたは同等の機能を持つ半導体素子に、バイアスを供
給する回路を備えたことを特徴とする。
【0011】請求項1の発明によれば、複素係数アナロ
グフィルタの中心周波数、帯域幅及び除去周波数を任意
に制御するための、電気信号を生成する制御信号生成回
路を備えているので、複素係数アナログフィルタの回路
定数を設計し直すことなく、複素係数アナログフィルタ
の中央周波数、帯域幅及び除去周波数を容易に変更する
ことができる。
【0012】請求項2の発明によれば、制御信号生成回
路が複素係数アナログフィルタを構成する演算伝達コン
ダクタンス、または同等の機能を持つ半導体素子にバイ
アスを供給する回路を備えているので、前記バイアスを
変えるだけで、複素係数アナログフィルタの中心周波
数、帯域幅及び除去周波数を容易に変更することができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて具体的に説明する。但し、これらの実施例は、本
発明の技術思想を具体化するためのイメージ混信除去装
置を例示するものであって、本発明はイメージ混信除去
装置は下記のものに限定されない。
【0014】
【実施例】図1の回路構成において、無線周波信号はア
ンテナから入力され所定の信号レベルに増幅された信号
であり、周波数混合器2a及び2bに入力される。局部
発振器1は、大きさが等しくて位相が90°異なる2つ
の高周波信号(余弦波信号と正弦波信号)を生成する。
局部発振器1の余弦波信号は周波数混合器2aに入力さ
れ、無線周波信号と混合された後、複素係数アナログフ
ィルタ3の実部入力端子に入力される。一方、局部発振
器1の正弦波信号は周波数混合器2bに入力され、無線
周波信号と混合された後、複素係数アナログフィルタ3
の虚部入力端子に入力される。制御信号生成回路4は、
中間周波数、帯域幅及び除去周波数を制御する電気信号
を複素係数アナログフィルタ3に出力する。複素係数ア
ナログフィルタ3は、大きさが等しくて位相が90°異
なる2つの中間周波信号を出力する。
【0015】搬送周波数が1.05MHz、局部発振周
波数が1MHz、中間周波数が50kHz、帯域幅が6
kHzのAM無線受信機用のイメージ混信除去装置の回
路構成例として、図2にOTA−C(Operational Tran
sconductance Amplifier-Capacitor:ナショナルセミコ
ンダクター製LM13700)を用いた回路のブロック図を示
す。
【0016】図3は制御信号生成回路の構成を示したも
ので、演算・入出力制御部及びプログラムメモリ8は、
中心周波数、帯域幅及び除去周波数の設定データを外部
より入力して、それらをプログラムメモリに記憶し、プ
ログラムメモリに格納されている計算式によって、電流
源回路に出力する基準電圧Vrefを演算して、それら
をラッチ9に出力する。ラッチ9は新しい値が与えられ
るまでその値を保持し、デジタル/アナログ変換機10
に出力する。デジタル/アナログ変換機10は、デジタ
ル値であるラッチ9の出力をアナログ電圧に変換し、基
準電圧Vrefとして電流源回路11に出力する。
【0017】図4は電流源回路11の構成を示したもの
であり、トランジスタQN1とQN2、QP1〜QP8
は、それぞれ同一特性のものを使用する。デジタル/ア
ナログ変換機から基準電圧Vrefが与えられると、抵
抗Rには下式で表わされる電流I0が流れる。 I0= (Vref − V BE )/ R ここで、V BEはトランジスタQN1のベース・エミ
ッタ間の電圧であり、トランジスタQN1とQN2は同
一特性であるので、QN2のコレクタ側、すなわちトラ
ンジスタQP1のコレクタ電流もI0となる。QP1〜
QP8は同一特性であるので、QP3〜QP8のコレク
タ電流は、QP1及びQP3〜QP8のエミッタに挿入
された抵抗の比により、下式で表わされる。 I1 =(R0 /R1)I0 I2=(R0 /R2)I0 I3=(R0 /R3)I0
【0018】この電流を、複素係数アナログフィルタを
構成する各OTAのバイアス電流として与えることによ
り、フィルタ特性を制御することができる。中心周波数
及び除去周波数を設定する回路については、R1=R2
=R3として同一バイアス電流を各OTAに供給する。
一方、帯域幅を設定する電流源回路については、各抵抗
の逆数の比が正規化低域通過フィルタの素子値の比と同
一になるように設定する。図2に示す回路について、電
子回路シュミレータSPICEを用いて、帯域幅を6k
Hzから12kHzに変更した場合のシミュレーション
解析結果は、図5に示したように、制御信号生成回路の
帯域幅信号を変えることによって、複素係数アナログフ
ィルタの帯域幅を6kHzから12kHzに変更するこ
とができた。
【0019】
【発明の効果】本発明のイメージ混信除去装置によれ
ば、複素係数アナログフィルタで通過させる信号の中心
周波数及び帯域幅を電気的に容易に変更し、且つ特定周
波数の成分のみを除去できる機能を持たせることができ
るので、フィルタの仕様変更に容易に対応させることが
可能である近年、無線の基本的な機能(中心周波数、帯
域幅など)を固定せず、任意に変更することが可能なソ
フトウェア無線が注目されている(例えば、電子情報通
信学会論文誌B、2001年7月号、Vol.J84−
B No.7、1112頁〜1131頁)。これは一つ
のハードウェアで複数のシステム機能に対応できるマル
チモードシステムを目指したものであるが、本発明のイ
メージ混信除去装置を使用することによって、このよう
なソフトウェア無線を容易に実現することが可能とな
る。
【0020】請求項2のイメージ混信除去装置によれ
ば、制御信号生成回路の電気信号を制御して、複素係数
示した回路について、電子回路シミュレータSPICEを用
いてシミュレーション解析した結果は図5に示したとお
りであり、制御信号生成回路の帯域幅信号を変えること
によって、複素係数アナログフィルタの帯域幅を6kH
zから12kHzに変更することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のイメージ混信除去装置の一例を示す構
成図。
【図2】本発明のイメージ混信除去装置の一実施例を示
すブロック図
【図3】制御信号混合回路の構成図
【図4】電流源回路の内部接続図
【図5】本発明のイメージ混信除去装置において、帯域
幅を変えた場合のフィルタ特性の変化を表わす図であ
り、図5(a)は総合応答特性、図5(b)は通過帯域
応答特性を表わす。
【図6】既知のイメージ混信除去装置の構成図。
【図7】周波数混合による所望の信号及び妨害信号のシ
フトの様子を示した図。
【符号の説明】
1・・・・・・・・・局部発信器 2,2a,2b・・・周波数混合器 3・・・・・・・・・複素係数アナログフィルタ 4・・・・・・・・・制御信号生成回路 5a,5b・・・・・終端抵抗 6a,6b・・・・・複素共振器(シリーズ用) 7・・・・・・・・・複素共振器(シャフト用) 8・・・・・・・・・演算・入出力制御部及びプログラ
ムメモリ 9・・・・・・・・・ラッチ 10・・・・・・・・・デジタル/アナログ変換器 11・・・・・・・・・電流源回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年5月2日(2002.5.2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】図4は電流源回路11の構成を示したもの
であり、トランジスタQN1とQN2、QP1〜QP8
は、それぞれ同一特性のものを使用する。デジタル/ア
ナログ変換機から基準電圧Vrefが与えられると、抵
抗Rには下式で表わされる電流Iが流れる。 I=(Vref− VBE)/R ここで、VBEはトランジスタQN1のベース・エミッ
タ間の電圧であり、トランジスタQN1とQN2は同一
特性であるので、QN2のコレクタ側、すなわちトラン
ジスタQP1のコレクタ電流もIとなる。QP1〜Q
P8は同一特性であるので、QP3〜QP8のコレクタ
電流は、QP1及びQP3〜QP8のエミッタに挿入さ
れた抵抗の比により、下式で表わされる。 I=(R/R)I =(R/R)I =(R/R)I

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波信号を生成する局部発振器と、入
    力された無線周波信号と局部発振器の出力信号の一つを
    混合する第1周波数混合器と、信号搬送波と局部発振器
    の他の出力信号とを混合する第2周波数混合器と、前記
    の第1及び第2周波数混合器の出力信号について、正ま
    たは負の中間周波数成分のみを通過させる複素係数アナ
    ログフィルタとを備え、妨害波による所望の信号へのイ
    メージ妨害を除去する機能を有する装置であって、前記
    複素係数アナログフィルタの中心周波数、帯域幅及び除
    去周波数を任意に制御するための電気信号を生成する制
    御信号生成回路を備えたことを特徴とするイメージ混信
    除去装置。
  2. 【請求項2】 制御信号生成回路が、複素係数アナログ
    フィルタを構成する演算伝達コンダクタンスまたは同等
    の機能を持つ半導体素子に、バイアスを供給する回路を
    備えたことを特徴とする請求項1に記載のイメージ混信
    除去装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669926A1 (en) 2004-12-07 2006-06-14 Sony Corporation Method and apparatus for processing image, recording medium and computer program
JP2008514138A (ja) * 2004-09-23 2008-05-01 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 無線ofdmに対する複数サブキャリア選択ダイバーシティアーキテクチャ及び方法
US7587010B2 (en) 2004-10-27 2009-09-08 Panasonic Corporation Complex filter circuit and receiver circuit

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