JP2003533933A - 中間周波数処理用単一発振器を備えた無線周波数処理装置 - Google Patents

中間周波数処理用単一発振器を備えた無線周波数処理装置

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JP2003533933A
JP2003533933A JP2001585406A JP2001585406A JP2003533933A JP 2003533933 A JP2003533933 A JP 2003533933A JP 2001585406 A JP2001585406 A JP 2001585406A JP 2001585406 A JP2001585406 A JP 2001585406A JP 2003533933 A JP2003533933 A JP 2003533933A
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ロバーツ，リチャード
マイヤーズ，ブレント
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インターシル コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 無線周波数送受信機は、第２中間周波数信号を生成する変復調用位相ロックループ回路を有する無線周波数プロセッサを備える。ヘテロダイン周波数変換ループ回路は、第２中間周波数信号を受信し、第１中間周波数信号を出力する。送信ミキサは、第１中間周波数信号を受信し、送信無線周波数信号ｆｏを出力する。シンセサイザ回路は、送信ミキサ及びヘテロダイン周波数変換ループ回路と作動して接続されるが、上記シンセサイザ回路は上記送信ミキサとヘテロダイン周波数変換ループ回路へ発振信号を生成するためのものである。ヘテロダイン周波数変換ループ回路の中へ入る前に発振信号は係数Ｎにより分周される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は無線周波数処理に関し、特に、位相ロックループ回路を用いる無線周
波数処理に関する。
【０００２】 （背景技術） 無線伝導デバイスの利用は産業界でさらに一般的になりつつある。例えば、セ
ルラー方式ネットワークは世界中に行き渡り、無線ローカルエリア・ネットワー
クは或る一部の地域ではますます普及している。これらの無線アプリケーション
の多くでは、合衆国連邦政府通信委員会（U.S. Government Federal Communicat
ions Commission）からのサイト・ライセンスを必要としない周波数帯域内に存
在する周波数が利用されている。このような帯域の一例は２.４ＧＨｚ周辺に存
在し、ＦＣＣにより設定された免許を必要としないアプリケーション用スペース
である。
【０００３】 １つの無線利用としてケーブルを無線で置き換える例がある。例えば、ケーブ
ルを無線で置き換えることにより物理的有線回線を使用せずにコンピュータ・キ
ーボードとコンピュータとの接続が可能となる。これは赤外線利用と似ているが
、光の代わりに無線周波数を利用するものである。
【０００４】 しかし、小型のモノリシック回路を用いるさらに高いＧＨｚ周波数での動作は
困難である。高い周波数では一般にチップと回路との分離が必要となる。送受信
用無線周波数プロセッサの大部分を一体として組み込むことが可能で、少数の部
品で動作可能な簡単な設計の実現が可能であれば好適であろう。本発明は、この
ようなシステムで処理される中間周波数を処理する際に有益なものとなる。
【０００５】 （発明の開示） 本発明は、無線周波数処理装置であって、発振器信号ｆ１を生成する電圧制御
発振器と、上記発振器信号ｆ１を受信しｆ１／Ｎ発振器信号を生成する１／Ｎ分
周回路とを備えた局部発振器シンセサイザ回路と；前記局部発振器シンセサイザ
回路と作動して接続される受信回路と送信回路であって、無線周波数信号のダウ
ンコンバート／アップコンバートをそれぞれ行う受信回路と送信回路とを有する
無線周波数処理装置において、前記送信回路は前記ｆ１／Ｎ発振器信号を受信す
るヘテロダイン周波数変換ループ回路と、前記発振器信号を受信するミキサとを
さらに有し、また、前記受信回路は、無線周波数信号と前記発振器信号とを受信
する第１ミキサと、前記ｆ１／Ｎ発振器信号を受信する影像阻止ミキシング回路
とを備えるものである。
【０００６】 本発明はまた、中間周波数信号ｆ３を生成する変復調用位相ロックループ回路
と；前記中間周波数信号f３を受信し、中間周波数信号ｆ２を出力するヘテロダ
イン周波数変換ループ回路と；前記中間周波数信号ｆ２を受信し、送信無線周波
数信号を出力する送信ミキサと；前記送信ミキサと前記ヘテロダイン周波数変換
ループ回路への発振信号ｆ１を生成する前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路
と作動して接続されるシンセサイザ回路とを有する無線周波数処理装置も備え、
その場合、前記発振信号ｆ１は、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路の中へ
入る前に係数Ｎにより分周される。
【０００７】 さらに本発明は、変復調用位相ロックループ回路内に中間周波数信号ｆ３を生
成するステップと；ヘテロダイン周波数変換ループ回路内に前記中間周波数信号
ｆ３を受信し、送信ミキサの中へ中間周波数信号ｆ２を出力して、前記送信ミキ
サから送信無線周波数信号を出力するステップと；シンセサイザ回路から前記ヘ
テロダイン周波数変換ループ回路と送信ミキサへの発振信号ｆ１を生成し、前記
ヘテロダイン周波数変換ループ回路に着信する前に発振信号ｆ１を１／Ｎ分周す
るステップとを有する無線周波数処理方法を含むものである。
【０００８】 好適には、無線周波数処理装置は、発振器信号ｆ１を生成する電圧制御発振器
を有する局部発振器シンセサイザ回路を備えることが望ましい。１／Ｎ分周回路
は発振器信号ｆ１を受信し、ｆ１／Ｎ発振器信号を生成する。無線周波数信号の
ダウンコンバート／アップコンバートをそれぞれ行う受信回路と送信回路が、局
部発振器シンセサイザ回路と作動して接続される。上記送信回路はヘテロダイン
周波数変換ループ回路を備え、発振器信号を受信するミキサの中でｆ１／Ｎ発振
器信号を受信する。受信回路は、無線周波数信号を受信する第１ミキサを備える
。発振器信号と直角位相影像阻止ミキシング回路とはｆ１／Ｎ発振器信号を受信
する。
【０００９】 変復調用位相ロックループ回路が送受信回路と接続され、該ループ回路により
無線周波数信号の復調と変調とが都合良く行われる。送受信用動作モード間の切
替えを行う送受信用スイッチが、変復調用位相ロックループ回路と作動して接続
される。ヘテロダイン周波数変換ループ回路は、位相検出器、電圧制御発振器及
びｆ１／Ｎ発振器信号を受信するミキサをさらに有する。
【００１０】 好適には、第２中間周波数信号を生成する変復調用位相ロックループ回路が約
ｆ３の周波数を持つことが望ましい。ヘテロダイン周波数変換ループ回路は第１
中間周波数信号を受信し、ｆ２の周波数を持つ第１中間周波数信号を出力する。
送信ミキサは第１中間周波数信号を受信し、周波数ｆｏを持つ送信無線周波数信
号を出力する。シンセサイザ回路は、送信ミキサ及びヘテロダイン周波数変換ル
ープ回路と作動的に結合され、送信ミキサとヘテロダイン周波数変換ループ回路
への、周波数ｆ１を持つ発振信号を生成する。この発振信号はヘテロダイン周波
数変換ループ回路の中へ入る前に係数Ｎにより分周される。
【００１１】 本発明の別の局面では、変復調用ヘテロダイン周波数変換ループ回路と送信ミ
キサとは一体として形成される。本発明のさらに別の局面では、シンセサイザ回
路は、位相検出器と、該位相検出器とループを成す電圧制御発振器とを備えた周
波数ホッピング局部発振器シンセサイザ回路を有する。位相検出器への基準信号
ΔＦｏ／（１＋１／Ｎ）を生成する基準信号発生器が、周波数ホッピング局部発
振器回路の位相検出器と作動して接続される。
【００１２】 また変復調用位相ロックループ回路は、位相検出器、電圧制御発振器、並びに
、該位相検出器及び電圧制御発振器と作動して接続される加算回路も備える。ま
た変復調用位相ロックループ回路は、加算回路内で送信データを受信する送信機
能と、送信データを受信しない受信機能との間で切替えを行う送受信スイッチも
備える。本発明のさらに別の局面では、ハイパス・フィルタが送信無線周波数信
号を受信し、カットオフ周波数（ｆ１−ｆ２）を持つ。この送信無線周波数信号
はＩＳＭ帯域における約２.４ＧＨｚのＧＦＳＫ変調信号である。
【００１３】 本発明のさらに別の局面では、第１受信ミキサが無線周波数信号を受信し、受
信機能用の第１受信ミキサと、送信機能用の第２送信ミキサとの間で切替えを行
う送受信スイッチが第１受信ミキサと送信ミキサとに作動して接続される。第２
受信ミキサ回路は、サイン及びコサイン信号成分で作動する直角位相影像阻止ミ
キシング回路を備える。第１受信ミキサと影像阻止ミキシング回路とは発振信号
を受信するシンセサイザ回路と作動して接続される。この発振信号は影像阻止ミ
キシング回路よりも前に係数Ｎにより分周される。変復調用位相ロックループ回
路内で基準信号を受信する送信機能と、第２受信ミキサ回路を上記変復調用位相
ロックループ回路と作動して接続される受信機能との間の切替えを行う送受信ス
イッチが、第２受信ミキサ回路及び変復調用位相ロックループ回路と作動して接
続される。
【００１４】 直角位相機能（quadrature function）影像阻止ミキシング回路はサイン及び
コサイン信号成分で作動するミキサを備える。変復調用位相ロックループ回路、
ヘテロダイン周波数変換ループ回路、第１受信ミキサ、第２受信ミキサ回路及び
送信ミキサは一体として形成される。
【００１５】 以下添付図面を参照しながら本発明について例を挙げて説明する。
【００１６】 （発明を実施するため最良の形態） 本発明の装置は無線周波数プロセッサを形成し、無線周波数送受信機で使用さ
れる。該装置は、周波数ホッピング拡散スペクトル（ＦＨＳＳ）ＧＦＳＫ周波数
シフトキー変調信号を２.４Ｇｈｚ ＩＳＭ帯域で生成し、同じ２.４ＧｈｚＩＳ
Ｍ帯域の範囲内で、周波数ホッピング拡散スペクトルＧＦＳＫ変調信号の受信と
復調を行う。周波数ホッピング局部発振器は送信回路と受信回路の各々２つのそ
れぞれのミキシング回路で共通である。送信用構成要素と受信用構成要素のほと
んどは１つのチップ上に一体として形成され、送信変調回路と受信変調回路の主
要部分を備える。１つのオフチップ電圧制御発振器（ＶＣＯ）は、第１及び第２
の線形発振器が係数“Ｎ”によって調波上関係づけられる２重変換を行う。追加
の電圧制御発振器を用いて、それぞれ第１及び第２中間周波数（ｆ２とｆ３）が
形成されるが、これらの電圧制御発振器はオンチップ技術を用いて低い周波数で
実現可能な周波数帯域で動作するものであり、複雑なものではない。
【００１７】 送信回路では、周波数逓倍とは対照的に、第２中間周波数（ｆ３）と第１中間
周波数（ｆ２）との間で周波数変換が行われ、この周波数変換によって過度の位
相ノイズの増幅が防止される。受信機での追加的制約として、低い十分な第１中
間周波数（ｆ２）を出力しなければならないという要件があり、この要件により
影像阻止ミキシング技術が実行可能なものであることが求められる。２重変換の
多くの側面は当業者には公知のものであるが、周波数シフトキー（ＦＳＫ）信号
の変調と復調へのシステムによるアプローチは、送信回路と受信回路の双方に対
して利用され、２重変換処理を容易にするオフチップ周波数ホッピングＶＣＯを
含むいくつかの望ましい特性を備えている。またこの周波数ホッピングＶＣＯは
第１及び第２周波数双方の変換用基準信号を出力する。周波数逓倍と関連する位
相ノイズ逓倍を防止するために、第２中間周波数（ｆ３）から第１中間周波数（
ｆ２）への送信機周波数変換（アップ・コンバージョン）が行われる。第１中間
周波数（ｆ２）はシステムの複雑さを少なくできるほど低い周波数である。ダウ
ンコンバートされた第２中間周波数影像レスポンスは、第１中間周波数（ｆ２）
から第２中間周波数（ｆ３）への受信影像阻止ミキサ技術により巧みに回避され
る。
【００１８】 第２中間周波数（ｆ３）も、同じ位相ロックループ（ＰＬＬ）を用いて、正確
なＦＳＫ／ＧＦＳＫの４レベルの変調と復調を促進できるほど十分に低い周波数
である。上述のような利点を可能にしながら無線周波数プレフィルタリングを行
うために、第１中間周波数（ｆ２）も受信機と送信機の双方で良好な第１中間周
波数影像阻止を行うのに十分な高さの周波数である。
【００１９】 図１を参照すると、２.４５Ｇｈｚ ＩＳＭ帯域用として通信用送受信機で使
用される無線周波数プロセッサ１０の高いレベルの構成要素を示す基本的ブロッ
ク図が例示されている。２.４５ＧｈｚのＩＳＭ帯域での最終機能用として上述
の周波数が選ばれることになるが、本発明の無線周波数プロセッサの使用が可能
な上述の周波数は最終周波数の１つのタイプの選択を表すものにすぎない。しか
し、以下の説明は、上述したようなＩＳＭ帯域内での２.４５ＧＨｚより高い周
波数領域に関するものである。
【００２０】 第１送信ミキサ１２及び第２送信ミキサ１４と呼ばれる２つの送信ミキサと、
第１受信ミキサ１６及び第２受信影像阻止ミキサ回路１８とが存在するが、上記
構成は、従来技術による方法の場合には、第１送受信ミキサ用の１つの局部発振
器、及び、第２送受信ミキサ用の第２局部発振器の２つの局部発振器を必要とす
るものである。
【００２１】 図１と２に図示の無線周波数プロセッサ１０では、周波数ホッピング局部発振
器シンセサイザ２０により呼ばれる発振器は１つしか存在しない。上記発振器は
、第１ミキサへの周波数ｆ１で発振器信号を生成し、この信号は分周回路２２の
中へ、次いで、第２ミキサの中へ入る。
【００２２】 送信ジェネレータ３０を介して送信ビットが生成され、変復調用位相ロックル
ープ回路３２の中へ転送される。信号は送信機周波数変換ループ３４の中へ、次
いで、第１送信ミキサ１２の中へ通される。周波数ホッピング局部発振器シンセ
サイザ２０から発振器信号が生成され、このシンセサイザ２０は１／Ｎ分周回路
３８を介してその発振器信号を生成し、この発振器信号は送信機周波数変換ルー
プ３４と第１送信ミキサ１２の中へ入れられ、該信号はこの中でミックスされ、
第１中間周波数ｆ２信号が作成される。この信号は第２送信ミキサ１４でミック
スされるが、この第２送信ミキサ１４は１／Ｎ分周回路２２を通さずに、周波数
ホッピング局部発振器シンセサイザ２０から発振器信号を受信する。第２送信ミ
キサ１４はハイパス・フィルタ４０を介してｆ１−ｆ２の画像であるＩＳＭ帯域
周波数Ｆｏを出力する。カットオフ周波数Ｆｏがハイパス・フィルタ４０の中に
存在する。次いで、上記信号は所望の周波数で送受信スイッチ４２の中へ入る。
【００２３】 受信回路側では、変調無線周波数信号（本発明の１つの局面での周波数ホッピ
ング信号）が送受信用スイッチ４２の中に入り、スイッチ４２により受信回路側
へのスイッチがオンになる。上記信号は第１受信ミキサ１６の中に入り、ミキサ
１６は周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ２０から発振信号ｆ１を受信す
る。中間周波数ｆ２信号が出力されてローパス・フィルタ４４の中へ入る。以下
に説明するサイン／コサイン信号波成分直角位相ミキシング回路を備えた第２受
信機影像阻止ミキサ回路１８内では、第２中間周波数ｆ３信号が生成されて送受
信スイッチ４６の中へ入り、該信号はそこを通って変復調用位相ロックループ３
２の中へ入り、受信ビットはロックループ３２を通過し、ロックループ３２から
転送される。
【００２４】 高周波、周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ２０を除く上述したすべて
の構成要素を動作中の周波数帯域と一体として形成することが可能となる。
【００２５】 解説を目的として、図２に図示の回路の実施例を参照しながら、図１に図示の
ブロック構成要素の選択された構成要素について説明する。
【００２６】 図２に図示のように、送信基準信号と、第２受信ミキサ１８から受信した第２
中間周波数ｆ３との間での切替えが送受信用スイッチ４６により可能となる。変
復調用位相ロックループ３２は、送信ビット生成器３０から生成された送信ビッ
トを受信するＧＦＳＫローパス・フィルタ５０を備える。これらのビットは、ロ
ーパス・フィルタ５０から、送信切替えモードになっている位相ロックループ送
受信スイッチ５２の中を通る。この信号は、ループ・フィルタ兼位相検出器５８
から信号を受信したモデム位相ロックループ加算回路５４の中へ入る。このルー
プは、位相検出器５８の中へループして戻る電圧制御発振器６０を備える。ルー
プ・フィルタ５６は、１.５ＭＨｚの受信機のオペラビリティと、１０ｋＨｚの
送信機オペラビリティとを有する。前述したように、受信ビットはループ・フィ
ルタ５６とモデム位相ロックループ・アナログ加算器５４との間に存在する受信
接続部６２で外へ転送される。
【００２７】 送信回路側では、第２中間周波数ｆ３信号が送信機周波数変換ループ３４の中
へ入り、最初に位相検出器６４の中に入り、次いで、約１.５ＭＨｚの帯域を持
つループ・フィルタ６６の中に入り、次いで、電圧制御発振器６８の中へ入る。
本発明の１つの局面では、電圧制御発振器６８は約２８０ＭＨｚで動作している
。この回路ループは、第１送信ミキサ１２と、約２０ＭＨｚのカットオフ周波数
ｆｃを持つローパス・フィルタ７０とを備える。第１送信ミキサ１２は、１／Ｎ
分周回路３８を介して周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ２０から局部発
振器信号を受信する。生成され、アップコンバートされた第１中間周波数ｆ２信
号は、１／Ｎ分周回路２２の中を通ることなく、周波数ホッピング局部発振器シ
ンセサイザ２０からの局部発振器信号を持つ第２送信ミキサの中に入る。この結
果生じた所望の変調無線周波数信号としての、結果として得られるアップコンバ
ートされた無線周波数信号は、スイッチが送信モードでオンになったとき、ハイ
パス・フィルタ４０の中へ入り、送受信用スイッチ４２の中を通り抜ける。
【００２８】 周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ２０は、周波数ΔＦｏ／（１＋１／
Ｎ）を持つ基準信号を受信する位相検出器７２と、Ｂ（帯域幅）が約５０ｋＨｚ
であるループ・フィルタ７４、及び、周波数ｆ１のオフチップ電圧制御発振器７
６と、ループ内の１／Ｍ分周回路７８とを備える。この１／Ｍ分周回路７８は、
当業者には周知のように１／Ｎ分周回路を用いて作動可能である。
【００２９】 第２受信画像受信ミキサ回路は、０／−９０°位相回路８６を用いて作動する
直角位相用の直角位相ミキシング回路１８ａを備え、さらに、それぞれのコサイ
ンとサイン・ミキサ回路８２、８４を備えた信号分割回路８０を備える。それぞ
れのコサイン及びサイン・ミキサはそれぞれ＋４５と−４５シフト回路８８、９
０へ信号を供給し、上記シフト回路８８、９０は、信号を加算回路９２の中へ、
次いで、中間周波数帯域通過フィルタ９４の中へ送る。本例では、上記中間周波
数帯域通過フィルタ９４はｆ３に等しい中心周波数Ｆｃと、約１ＭＨｚの変調信
号を通すことができる十分な帯域とを有する。
【００３０】 オフチップ発振器ＶＣＯ７６は、比較的狭いループの中に組み込まれ、良好な
位相ノイズを必要とする。オフチップ発振器ＶＣＯ７６は、その高い周波数に起
因して典型的にはオフチップで形成される。オンチップＶＣＯ６０は約５％の精
度を必要とし、及び、必要に応じて、ＲＣネットワーク・オフチップを必要とす
る。電圧制御発振器６８は、位相ロックループの中に組み込まれたオンチップ発
振器であり、ヘテロダイン法で機能し、周波数乗算器ではないので不良位相ノイ
ズにより影響を受けることはない。電圧制御発振器６８はそのまま周波数変調さ
れ、残留ノイズは増幅されない。ループ・フィルタ６６は適切な瞬間周波数によ
ってＶＣＯ６８を駆動し、このループを用いてエラー信号が形成される。第２送
信ミキサ１４から生成される実際の周波数は、当業者には周知のように、所望の
ようなＩＳＭ帯域の中にある８０〜１００の周波数の中の１つである。これらの
周波数は、その帯域内で１ＭＨｚステップなどでステップ毎に区切ることも可能
である。
【００３１】 受信動作モードでは、ローパス・フィルタ４４から通過する信号は、約２８７
ＭＨｚのｆ２周波数のカットオフ周波数Ｆｃを持つ。第２受信ミキサは、影像阻
止２８７ＭＨｚから約１６ＭＨｚへダウン・コンバージョンを行うダウン・コン
バージョン処理時に機能する。
【００３２】 図２の周波数の様々な範囲及び１／Ｎ数は以下のように表すことができる： Ｆｏ＝ｆ３＋ｆ１＊（１＋１／Ｎ） Δｆ１＝ΔＦｏ／（１＋１／Ｎ） Ｎ＝（Ｆｏ−ｆ２）／（ｆ２−ｆ３） ｆ２＝（ｆ３＋Ｆｏ／Ｎ）／（１＋１／Ｎ） ｆ１＝Ｆｏ−ｆ２ 例（図３に基づく）： Ｎ＝４、Ｆｏ＝２.４５ＧＨｚ、ΔＦｏ＝１ＭＨｚ、 ｆ３＝１６.０ＭＨｚ の場合、 ｆ２＝５０２.８ＭＨｚ、ｆ１＝１.９４７２ＧＨｚ、 Δｆ１＝８００ｋＨｚ（シンセサイザ基準周波数）
【００３３】 図１と２に図示の実施例を実質的にサポートする簡単な式は以下のように表さ
れる。 BTCepsilonBTC{0,1 . . . 93} (BTC Blue Tooth Channel) Ｆｏ＝ＢＴＣ＊１ＭＨｚ＋２.４０２ＧＨｚ（但しＦｏは“２.４０２〜２.４９
５帯域”の範囲内の周波数である）（合衆国と日本のＲＦチャネルの組み合わせ
） 受信機同調周波数：Ｆｏｒｅｃｅｉｖｅｒ＝ｆ３＋ｆ１／Ｎ＋ｆ１＝ｆ１（１＋
１／Ｎ）＋ｆ３ 送信機同調周波数：Ｆｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ＝ｆ１＋ｆ２（但しｆ２＝ｆ３
＋ｆ１／Ｎ） したがって、Ｆｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ＝ｆ１（１＋１／Ｎ）＋ｆ３ 結論：Ｆｏｒｅｃｅｉｖｅｒ＝Ｆｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ＝Ｆｏ
【００３４】 上記結論式は、ＲＸとＴＸが双方とも、所定のｆ１、ｆ３及びＮで与えられる
同じ周波数に同調されることを意味する。 有効な関係式... シンセサイザのステップ・サイズ（基準周波数）：ｄＦｏ＝ｆ３＋（ｆ１-ｄｆ
１）（１＋１／Ｎ）−ｆ３−ｆ１（１＋１／Ｎ）＝ｄｆ１（１＋１／Ｎ）したが
って、ｄｆ１＝ｄＦｏ／（１＋１／Ｎ）−ｓｔｅｐ ｓｉｚｅ− Ｎの所定の値として与えられるｆ２の値：ｆ２＝ｆ３＋ｆ１／Ｎ＝ｆ３＋（Ｆｏ
−ｆ２）／Ｎ−>歩留まりを解決する−>ｆ２ ｆ２周波数に与えられるＮ値：Ｎ＝｛Ｆｏ−ｆ２｝｛ｆ２−ｆ３｝ 画像周波数：ｆ１−ｆ２ ＩＦ周波数：ｆ２ シンセサイザ周波数選択式： ｆ１＝Ｍ＊（ｄＦｏ）／（１＋１／Ｎ） Ｍ＝２４０２＋ＢＴＣ−ｆ３（単位ＭＨｚ）
【００３５】 周波数ホッピング局部発振器シンセサイザを形成する２重変換シンセサイザは
、１／Ｎ演算を備えた指定された無線周波数ステップサイドを維持する。規準と
するプログラム可能な周波数シンセサイザは、出力ステップ・サイズに等しい基
準周波数ΔＦｏを有する。１／Ｎによる２重変換は基準周波数をΔＦｏ／（１＋
１／Ｎ）へ変化させる。しかし、Ｔｘにおけるアップ・コンバージョンと、Ｒｘ
におけるダウン・コンバージョン時に使用されるステップ・サイズはそのままΔ
Ｆｏである。この事実を示す簡単な式は下記の通りである： ｆ１ＶＣＯ出力： ΔＦｏ／（１＋１／Ｎ） １／Ｎ出力： ΔＦｏ／（（１＋１／Ｎ）＊Ｎ）
【００３６】 上記周波数ステップは２重変換により合計される。これらの部分的ステップ・
サイズの和を下記に示す： ΔＦｏ／（１＋１／Ｎ）＋ΔＦｏ／（（１＋１／Ｎ）＊Ｎ） ΔＦｏ＊Ｎ／（（１＋１／Ｎ）＊Ｎ）＋ΔＦｏ／（（１＋１／Ｎ）＊Ｎ） （ΔＦｏ＊Ｎ＋ΔＦｏ）／（（１＋１／Ｎ）＊Ｎ） ΔＦｏ＊（Ｎ＋１）／（Ｎ＋１） ΔＦｏ
【００３７】 上記数学的ステップによって、１／Ｎ２重変換が、アップ・コンバージョンと
ダウン・コンバージョンとにより使用されるステップ・サイズを維持することが
示される。２重変換を別の演算（Ｎ逓倍など）と組み合わせることも可能である
。
【００３８】 図３に一例を示すが、図３では、図１と２に示す同じエレメントは同じ参照番
号で示されている。
【００３９】 周波数ホッピング局部発振器シンセサイザは、デュアル・モジュラス・シンセ
サイザ回路１００を備え、該回路１００は−９０位相回路１０２、ｆ１ＶＣＯ７
６、及び、１／４（Ｎ＝４）により構成される１／Ｎ分周回路１０４を備える。
デュアル・モジュラス・シンセサイザは、１／２０分周回路１０６により分周さ
れた送信基準信号を供給され、これによって８００ｋＨｚステップが可能になる
。
【００４０】 第２受信ミキサ回路１８は、サイン・ミキサとコサイン・ミキサ８２、８４と
を備え、その場合、コサイン・ミキサ８４はデュアル・モジュラス・シンセサイ
ザ１００から信号を受信する。具体的には、前述したように、＋４５と−４５位
相回路８８、９０がサイン及びコサイン・ミキサ８２、８４から信号を受信して
加算回路９２の中へ入り、次いで、帯域通過フィルタ９４の中へ入る。基準信号
発生器により生成されるように１６ＭＨｚの基準信号が示される。以下に図３に
図示の無線周波数プロセッサ回路の様々な統計値を示す。 Ｆｏ＝ｆ３＋ｆ１＊（１＋１／Ｎ） ΔＦ１＝ΔＦ／（１＋１／Ｎ） Ｎ＝（Ｆｏ−ｆ２）／（ｆ２−ｆ３） ｆ２＝（ｆ３＋Ｆｏ／Ｎ）／（１＋１／Ｎ） ｆ１＝Ｆｏ−ｆ２ 例:（ＢＴＣ＝４８） Ｆｏ＝２.４５ＧＨｚ、ｄＦｏ＝１ＭＨｚ、 ｆ３＝１６.５ＭＨｚ の場合、 ｆ２＝５０２.８ＭＨｚ、ｆ１＝１.９４７２ＧＨｚ、 ｄｆ１＝８００ｋＨｚ（基準周波数）
【００４１】 無線周波数送受信機は、第２中間周波数信号を生成する変復調用位相ロックル
ープ回路を有する無線周波数プロセッサを備える。ヘテロダイン周波数変換ルー
プ回路は第２中間周波数信号を受信し、第１中間周波数信号を出力する。送信ミ
キサは第１中間周波数信号を受信し、送信無線周波数信号ｆｏを出力する。送信
ミキサとヘテロダイン周波数変換ループ回路へ発振信号を生成するシンセサイザ
回路は、送信ミキサ及びヘテロダイン周波数変換ループ回路と作動して接続され
る。ヘテロダイン周波数変換ループ回路の中へ入る前に発振信号は係数Ｎにより
分周される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線周波数プロセッサとして形成された装置の基本的構成要素を示す高いレベ
ルのブロック図である。
【図２】 図１に図示の装置のさらに詳細なブロック図である。
【図３】 修正された周波数ホッピング局部発振器シンセサイザと第２受信ミキサ回路と
を示す装置の別の実施例である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 リチャーズ，ジェイムズ アメリカ合衆国 バージニア州 22033 レアファックス トルーンコート 3987 (72)発明者 ブラック，エリック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94043 マウンテンビュー スペース パ ークウエイ 1075 Ｆターム(参考） 5J106 PP03 RR04 RR10 5K011 BA10 DA03 DA07 DA21 EA01 JA03 JA12 KA01 5K022 EE04 EE21 EE31

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線周波数処理装置であって、発振器信号ｆ１を生成する電
    圧制御発振器と、前記発振器信号ｆ１を受信し、ｆ１／Ｎ発振器信号を生成する
    １／Ｎ分周回路とを備えた局部発振器シンセサイザ回路と；前記局部発振器シン
    セサイザ回路と作動して接続される受信回路と送信回路であって、無線周波数信
    号のダウンコンバート／アップコンバートをそれぞれ行う受信回路と送信回路と
    を有する無線周波数処理装置において、前記送信回路は、前記ｆ１／Ｎ発振器信
    号を受信するヘテロダイン周波数変換ループ回路と、前記発振器信号を受信する
    ミキサとをさらに有し、また、前記受信回路は、無線周波数信号と前記発振器信
    号とを受信する第１ミキサと、前記ｆ１／Ｎ発振器信号を受信する影像阻止ミキ
    シング回路とをさらに有することを特徴とする無線周波数処理装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、無線周波数信号を復調し変
    調する変復調用位相ロックループ回路が、前記送信回路及び前記受信回路と接続
    され、前記受信回路及び前記変復調用位相ロックループ回路と作動して接続され
    る送受信用スイッチであって、送受信用動作モード間で切替えを行う送受信用ス
    イッチを備えることを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、前記ヘテロダイン周波数変
    換ループ回路は、位相検出器と、電圧制御発振器と、前記ｆ１／Ｎ発振器信号を
    受信するミキサとを有し、前記影像阻止ミキシング回路は、前記ｆ１／Ｎ発振器
    信号を受信し、サイン及びコサイン信号成分を出力する０／−９０信号シフト回
    路であって、それぞれのサイン及びコサイン信号成分を受信するサイン・ミキサ
    とコサイン・ミキサとを備える０／−９０信号シフト回路をさらに有することを
    特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、前記局部発振器シンセサイ
    ザ回路が、位相検出器と、電圧制御発振器と、１／Ｍ分周回路とを有し、前記受
    信回路と送信回路とが一体として形成されることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 無線周波数処理装置において、中間周波数信号ｆ３を生成す
    る変復調用位相ロックループ回路と；前記中間周波数信号f３を受信し、中間周
    波数信号ｆ２を出力するヘテロダイン周波数変換ループ回路と；前記中間周波数
    信号ｆ２を受信し、送信無線周波数信号を出力する送信ミキサと；前記送信ミキ
    サと前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路への発振信号ｆ１を生成する前記ヘ
    テロダイン周波数変換ループ回路と作動して接続されるシンセサイザ回路と；を
    有し、前記発振信号ｆ１が、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路の中へ入る
    前に係数Ｎにより分周されることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、前記変復調用ヘテロダイン
    周波数変換ループ回路と送信ミキサとが一体として形成され、前記シンセサイザ
    回路が、位相検出器と、前記位相検出器とループを成す電圧制御発振器とを備え
    た周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ回路を有し、前記送信無線周波数信
    号が周波数ｆｏから成り、前記シンセサイザ回路は、前記位相検出器回路と作動
    して接続され、ほぼΔＦｏ／（１＋１／Ｎ）の基準信号を生成する基準信号発生
    器をさらに有し、前記変復調用位相ロックループ回路は、位相検出器と、電圧制
    御発振器と、前記位相検出器及び前記電圧制御発振器と作動して接続される加算
    回路と、を有し、さらに、前記位相ロックループ回路は、前記加算回路内で送信
    データを受信する送信機能と、送信データが受信されない受信機能との間で切替
    えを行う送受信スイッチを有し、さらに前記送信無線周波数信号ｆｏを受信する
    ハイパス・フィルタを備え、その場合、前記カットオフ周波数は約（ｆ１−ｆ２
    ）であり、前記送信無線周波数信号はＦＳＫ変調信号を含むことを特徴とする装
    置。
  7. 【請求項７】 無線周波数処理装置において、中間周波数信号ｆ３を生成す
    る変復調用位相ロックループ回路と；前記中間周波数信号f３を受信し、中間周
    波数信号ｆ２を出力するヘテロダイン周波数変換ループ回路と；前記中間周波数
    信号ｆ２を受信し、送信無線周波数信号を出力する送信ミキサと；前記送信ミキ
    サと前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路への発振信号を生成する前記ヘテロ
    ダイン周波数変換ループ回路と作動して接続されるシンセサイザ回路であって、
    前記発振信号が、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路の中へ入る前に係数Ｎ
    により分周されるように構成されるシンセサイザ回路と； 送信無線周波数信号
    を受信する第１受信ミキサと；前記第１受信用ミキサ回路と前記送信用ミキサと
    の間で切替えを行うための、前記第１受信ミキサ回路及び前記送信ミキサと作動
    して接続される送受信用スイッチと；前記第１受信ミキサと作動して接続され、
    サイン及びコサイン信号成分で作動する影像阻止ミキシング回路を備えた第２受
    信ミキサ回路であって、前記第１受信ミキサ回路と影像阻止ミキシング回路とは
    、前記発振信号を受信する前記シンセサイザ回路と作動して接続され、さらに、
    前記発振信号は、前記影像阻止ミキシング回路の前に係数Ｎによって分周される
    ように構成される第２受信ミキサ回路と；前記変復調用位相ロックループ回路内
    で送信基準信号を受信する送信機能と、前記第２受信ミキサ回路が前記変復調用
    位相ロックループ回路と作動して接続される受信機能との間で切替えを行うため
    の、前記第２受信ミキサ回路及び前記変復調用位相ロックループ回路と作動して
    接続される送受信用スイッチと、を有することを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、前記影像阻止ミキシング回
    路がサイン及びコサイン信号成分で作動するサイン及びコサイン・ミキサを備え
    、前記変復調用位相ロックループ回路と、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回
    路と、前記第１受信ミキサと、前記第２受信ミキサ回路と、前記送信ミキサとが
    一体として形成され、前記シンセサイザ回路は、位相検出器と、前記位相検出器
    とループを成す電圧制御発振器とを有し、前記送信無線周波数信号は周波数ｆｏ
    から成り、前記シンセサイザ回路は、前記シンセサイザ回路の前記位相検出器と
    作動して接続される基準信号発生器であって、ほぼΔＦｏ／（１＋１／Ｎ）の基
    準信号を生成する基準信号発生器をさらに有し、その場合、前記シンセサイザ回
    路は９０°デュアル・モジュラス・シンセサイザ回路と電圧制御発振器とを有す
    ることを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 無線周波数処理方法において、変復調用位相ロックループ回
    路内に中間周波数信号ｆ３を生成するステップと；ヘテロダイン周波数変換ルー
    プ回路内に前記中間周波数信号ｆ３を受信し、送信ミキサの中へ中間周波数信号
    ｆ２を出力して、前記送信ミキサから送信無線周波数信号を出力するステップと
    ；シンセサイザ回路から前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路と送信ミキサへ
    の発振信号ｆ１を生成し、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路に着信する前
    に発振信号ｆ１を係数Ｎにより分周するステップとを有することを特徴とする無
    線周波数処理方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の方法であって、前記変復調用位相ロック
    ループ回路と、ヘテロダイン周波数変換ループ回路と、送信ミキサとを一体とし
    て形成するステップと、前記発振信号ｆ１を生成するステップであって、位相検
    出器と電圧制御発振器とを備えた周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ回路
    内で前記発振信号を生成するステップと、前記位相検出器への基準信号ｆｏ／（
    １＋１／Ｎ）を生成するステップとを有する方法において、前記送信無線周波数
    信号がほぼ周波数ｆｏであり、電圧制御発振器を備えたシンセサイザ回路内で前
    記発振信号を生成するステップと、係数Ｎによる分周を行うステップとが前記シ
    ンセサイザ回路内で行われることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 無線周波数処理方法において、送信モードでは、変復調用
    位相ロックループ回路内で中間周波数信号ｆ３を生成するステップと；ヘテロダ
    イン周波数変換ループ回路内に前記中間周波数信号ｆ３を受信し、前記ヘテロダ
    イン周波数変換ループ回路から送信ミキサの中へ中間周波数信号ｆ２を出力する
    ステップと；前記送信ミキサから無線周波数信号を出力するステップと；シンセ
    サイザ回路から前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路と送信ミキサへの発振信
    号ｆ１を生成し、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路に着信する前に前記発
    振信号ｆ１を係数Ｎにより分周を行うステップとを有し、受信モードでは、第１
    受信ミキサ内で、及び、直角位相信号成分で作動する直角位相影像阻止ミキシン
    グ回路内で無線周波数信号を受信するステップと、前記シンセサイザ回路から前
    記第１及び第２受信ミキサ回路の中へ前記発振信号を受信するステップと、を有
    し、前記直角位相影像阻止ミキシングを行う前に前記発振信号を係数Ｎにより分
    周されることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法であって、前記変復調用位相ロッ
    クループ回路と、前記ヘテロダイン周波数変換ループ回路と、前記送信ミキサと
    、前記第１受信ミキサと直角位相ミキシング回路とを一体として形成するステッ
    プを特徴とし、前記発振信号を生成するステップが、位相検出器と電圧制御発振
    器とを備えた周波数ホッピング局部発振器シンセサイザ回路内で前記発振信号を
    生成するステップを有し、さらに、電圧制御発振器を備えたシンセサイザ回路内
    で前記発振信号を生成する、前記位相検出器への基準信号ｆｏ／（１＋１／Ｎ）
    を生成するステップを含む方法において、前記送信無線周波数信号がほぼｆｏの
    周波数であり、前記シンセサイザ回路内で係数Ｎによる前記分周ステップが行わ
    れることを特徴とする方法。
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