JP2005039762A - マイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線通信システムおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準信号付加・周波数多重回路2によって基準信号が付加された中間周波数多重信号71dを生成し、その中間周波数多重信号71dを、周波数変換・送信回路3によりミリ波帯に周波数アップコンバートして得た無線多重信号72を送信する。受信された無線多重信号73を周波数変換・受信回路11により周波数ダウンコンバートして得た中間周波数多重信号74から基準信号を抽出して、IF増幅・基準信号再生・周波数分離回路12によって、その基準信号で中間周波数多重信号74に含まれる中間周波数信号を周波数ダウンコンバートして複数の入力変調波信号を再生成する。
【選択図】図1
Description
図1はこの発明の第1実施形態のマイクロ波帯無線通信システムの概略構成図を示している。
1) 受信側で、一端、中間周波数帯に周波数ダウンコンバートし、IF帯で基準信号を再生増幅しかつ上記基準信号で周波数ダウンコンバートするため、つまり受信側も局部発振信号が再生されて擬似的にヘテロダイン動作となる。そのため、送信側で局部発振信号(周波数fLO)と無線信号(周波数fRF)および不要片側波帯信号の出力レベルの厳密なコントロールを必要としない。
という効果をもたらすことができる。
入力変調波信号5a系列 : FLO1+fIF1a
入力変調波信号5b系列 : FLO1−fIF1b
となる。これら第1の中間周波数帯に配列された信号は、上記第1の中間周波数帯の段階で基準信号付加回路2dによって、基準信号fLO1が付加されるとともに、両者2系列の信号はそのまま合成される構成となる。尚、上記基準信号は、アッテネータやアンプ等のレベル制御器95で、レベル制御される。上記レベル制御器95は、基準信号源2cと中間周波数ミキサ201の間に設けても構わない。この第1実施形態の1例として、レベル制御器95は、チップ部品の抵抗でT型アッテネ―多やπ型アッテネ―タが構成されている。また、上記基準信号付加回路2dを2つのマイクロ波合成器204a,204bで構成したが、3信号入力のマイクロ波合成器を用いてもかまわない。これら2入力,3入力合成器の入力ポートは、互いにアイソレーション特性を有したウイルキンソン型合成器が望ましい。これにより各入力ポートに漏れこんでくる信号を抑圧し、各機能回路を正常に動作させることができる。
基準信号 : FLO1+FLO2
上側波帯信号: FLO1+FLO2+fIF1a
下側波帯信号: FLO1+FLO2−fIF1b
基準信号 : FLO1+FLO2−FLO3
上側波帯信号 : (FLO1+FLO2−FLO3)+fIF1a
下側波帯信号 : (FLO1+FLO2−FLO3)−fIF1b
・上側波帯信号から入力変調波5a(地上放送波)の再生(周波数変換):
((FLO1+FLO2−FLO3)+fIF1a))−(FLO1+FLO2−FLO3) から fIF1a
・下側波帯信号から入力変調波5b(衛星放送波)の再生(周波数変換):
(FLO1+FLO2−FLO3)−((FLO1+FLO2−FLO3)−fIF1b) から fIF1b
1) 受信側で、一端、周波数ダウンコンバートし、IF帯で基準信号を再生増幅し、かつ上記基準信号でさらに周波数ダウンコンバートするため、つまり受信側も局部発振信号が再生され、送信側において局部発振信号(周波数fLO)と無線信号(周波数fRF)および不要片側波帯信号の出力レベルの1dBレベルでの厳密なコントロールを必要としない。
という効果も生ずる。
図6はこの発明の第2実施形態のマイクロ波帯無線通信システムの概略構成図を示している。以下、上記第1実施形態のマイクロ波帯無線通信システムと異なるところのみについて説明する。なお、マイクロ波帯無線送信装置の一例としてのミリ帯無線送信装置9は、第1実施形態のミリ帯無線送信装置9と全く同様な構成である。
図8はこの発明の第3実施形態のマイクロ波帯無線通信システムの概略構成図を示している。マイクロ波帯無線送信装置の一例としてのミリ帯無線送信装置9、および、マイクロ波帯無線受信装置の一例としてのミリ帯無線受信装置10は、上記第2実施形態と全く同様の構成であるが、ミリ帯無線送信装置9では、2系列の周波数変換回路2b中のフィルタ202bの通過特性が異なる。
図11はこの発明の第4実施形態のマイクロ波帯無線通信システムの概略構成図を示している。第1〜第3実施形態と異なるところのみについて説明する。第1〜第3実施形態で使用した何れかの同一のミリ波帯無線受信装置10a,10bを2個用いて受信装置が構成されている。上記ミリ波帯無線受信装置10a,10bからのそれぞれの出力15aaと15abが、同じ長さの出力線80a,80bを介して、高周波合成器82aによって合成された後、出力線83を介してTV受像機31の衛星放送用/地上波放送用チューナ30に接続されている。一方、上記ミリ波帯無線受信装置からのそれぞれの出力15baと15bbも同様に、同じ長さの出力線81a,81bを介して、高周波合成器82bによって合成され、合成された後に出力線84を介してTV受像機31の衛星放送用/地上波放送用チューナ30に接続される構成である。ここで、TV受像機31(例えば衛星放送用/地上波放送用チューナ30)は、これら出力線83または84のどちらかを介して、上記2台のミリ波帯無線受信装置10a,10bの電源が供給される構成である。図11では出力線84からDC(直流)電源を供給した場合を示している。
・ミリ波帯無線受信装置10aの受信アンテナ14aへの入力位相:
基準信号 : 2π(fLO1+fLO2)t
無線信号(上側波) : 2π(fLO1+fLO2+fIF1a)t
無線信号(下側波) : 2π(fLO1+fLO2−fIF1b)t
さらに、第1の受信側周波数変換によって位相情報は次のように変化する。ここでミリ波帯無線受信装置10aの第1の周波数変換に用いる局部発振器の周波数fLO3aおよび位相情報をθrxaする。
・ミリ波帯無線受信装置10aの第1の周波数変換に伴う入力位相角の変化:
基準信号 : 2π(fLO1+fLO2−fLO3a)t−θrxa
無線信号(上側波) : 2π(fLO1+fLO2+ fIF1a−fLO3a)t−θrxa
無線信号(下側波) : 2π(fLO1+fLO2−fIF1b−fLO3a)t−θrxa
さらに、第2の受信側周波数変換では、フィルタ手段で抽出された基準信号を局部発振源として、中間周波数の無線信号を周波数変換するため、中間周波数信号の上側波と下側波は、次のように表現することができる。
・無線信号(上側波):
[2π(fLO1+fLO2+ fIF1a−fLO3a)t−θrxa]
−[2π(fLO1+fLO2−fLO3a)t−θrxa]=fIF1a
・無線信号(下側波):
[2π(fLO1+fLO2−fLO3a)t−θrxa]
−[2π(fLO1+fLO2−fIF1b−fLO3a)t−θrxa]=fIF1b
となり、受信側出力部15aaでは無線信号(上側波)fIF1aが得られ、受信側出力部15abでは無線信号(下側波)fIF1bが得られる。
・ミリ波帯無線受信装置10aの受信アンテナ14aへの入力位相:
基準信号 : 2π(fLO1+fLO2)t+θ1
無線信号(上側波) : 2π(fLO1+fLO2+fIF1a)t+θ1
無線信号(下側波) : 2π(fLO1+fLO2−fIF1b)t+θ1
さらに、第1の受信側周波数変換によって位相情報は次のように変化する、ここで、ミリ波帯無線受信装置10bの第1の周波数変換に用いる局部発振器の周波数fLO3bおよび位相角をθrxbとする。
・ミリ波帯無線受信装置10bの第1の周波数変換に伴う入力位相角の変化:
基準信号 : 2π(fLO1+fLO2−fLO3a)t+θ1−θrxb
無線信号(上側波) : 2π(fLO1+fLO2+fIF1a -fLO3b)t+θ1−θrxb
無線信号(下側波) : 2π(fLO1+fLO2−fIF1b−fLO3b)t+θ1−θrxb
さらに、第2の受信側周波数変換では、フィルタ手段で抽出された基準信号を局部発振源として、中間周波数の無線信号を周波数変換する。ここでミリ波帯無線受信装置10bの第1の周波数変換後の基準信号入力位相角の変化は、
2π(fLO1+fLO2−fLO3b)t+θ1−θrxb
となるため、中間周波数信号の上側波と下側波は、次のように表現することができる。
・無線信号(上側波):
[2π(fLO1+fLO2+fIF1a-fLO3b)t+θ1−θrxb]
−[2π(fLO1+fLO2−fLO3b)t+θ1−θrxb]=fIF1a
・無線信号(下側波):
[2π(fLO1+fLO2−fLO3b)t+θ1−θrxb]
−[2π(fLO1+fLO2−fIF1b−fLO3b)t+θ1−θrxb]=fIF1b
となり、受信側出力部15abでは無線信号(上側波)fIF1aが得られ、受信側出力部15bbでは無線信号(下側波)fIF1bが得られ、ミリ波帯無線受信装置10bによる出力位相は、ミリ波帯無線受信装置10aの出力位相と同位相出力が得られる。
1b…衛星放送用アンテナ
2…基準信号付加・周波数多重回路
2a,2b…周波数変換回路
2c…基準信号源
2d…基準信号付加回路
3…周波数変換・送信回路
4…送信アンテナ
5a,5b…入力変調波信号
7,8…局部発振器
9…ミリ波帯無線送信装置
10…ミリ波帯無線受信装置
11…周波数変換・受信回路
12…IF増幅・基準信号再生・周波数分離回路
12a,12b…周波数ミキサ
14,14a,14b…受信アンテナ
15a,15b,500a,500b,15aa,15ab,15ba,15bb…出力端子
30…衛星放送用/地上波放送用チューナ
31…TV受像機
71a…上側波帯信号
71b…下側波帯信号
71c…基準信号
71d…中間周波数多重信号
72…無線多重信号
73…無線多重信号
74…中間周波数多重信号
75a…上側波帯信号
75b…下側波帯信号
75c…基準信号
76a,76b…入力変調波信号(受信側)
80a,80b…出力線
81a,81b…出力線
82a,82b…高周波合成器
83…出力線
84…出力線
95…レベル制御器
160…分配回路
170,270,370…分波回路
171,172,173…バンドパスフィルタ
180…増幅器(2分配機能を備えた増幅器)
200…可変アンプ
201…周波数ミキサ
202a,202b…バンドパスフィルタ
203…IF(中間周波数)アンプ
204a,204b…マイクロ波合成器
212a,212b…周波数ミキサ
271,273…バンドパスフィルタ
275a…上側波帯信号
275b…下側波帯信号
301…周波数ミキサ
302…バンドパスフィルタ
303…ミリ波増幅器
371…バンドパスフィルタ
375a,375b…上側波帯信号
373…帯域除去フィルタ
Claims (22)
- 複数の入力変調波信号を中間周波数帯に変換して周波数軸上に配列し、その周波数軸上に配列された信号に基準信号を付加することにより中間周波数多重信号を生成する周波数配列手段と、
上記周波数配列手段により生成された上記中間周波数多重信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする送信側周波数変換手段と、
上記送信側周波数変換手段によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされた多重信号を無線多重信号として送信する送信手段とを備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。 - 請求項1に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記周波数配列手段において上記周波数軸上に配列された信号に付加する上記基準信号の電力レベルを制御するレベル制御手段を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。 - 請求項1に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記送信側周波数変換手段にN次高調波ミキサ(Nは2以上の整数)を用いたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。 - 請求項1に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記周波数配列手段は、
上記基準信号を局部発振信号として上記複数の入力変調波信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートして中間周波数信号を夫々生成する複数の中間周波数変換手段と、
上記複数の中間周波数変換手段により生成された複数の中間周波数信号を周波数軸上に配列して、その周波数軸上に配列された信号に上記基準信号を付加することによって上記中間周波数多重信号を生成する多重信号生成手段とを有することを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。 - 請求項4に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記多重信号生成手段は、上記複数の中間周波数変換手段の局部発振信号入力端子から出力端子側に漏れる漏れ信号を上記基準信号として用いたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。 - 請求項4に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記周波数配列手段は、上記複数の中間周波数変換手段により周波数アップコンバートされた中間周波数信号を上記基準信号に対する下側波帯と上側波帯として周波数軸上に配列したことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線送信装置から送信された無線多重信号を受信する受信手段と、
上記受信手段により受信された無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第1の受信側周波数変換手段と、
上記第1の受信側周波数変換手段により変換された中間周波数多重信号の中から基準信号と所望の中間周波数信号を抽出するフィルタ手段と、
上記フィルタ手段により抽出された上記基準信号により、上記所望の中間周波数信号を周波数ダウンコンバートすることにより、送信側で入力された上記複数の入力変調波信号のうちの少なくとも1つを再生成する第2の受信側周波数変換手段を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線送信装置から送信された無線多重信号を受信する受信手段と、
上記受信手段により受信された無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第1の受信側周波数変換手段と、
上記第1の受信側周波数変換手段により周波数ダウンコンバートされた中間周波数多重信号から、送信側で付加された上記基準信号を抽出するフィルタ手段と、
上記フィルタ手段により抽出された上記基準信号で上記中間周波数多重信号に含まれる信号を周波数ダウンコンバートすることにより、送信側で入力された上記複数の入力変調波信号を再生成する第2の受信側周波数変換手段を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項7または8に記載のマイクロ波帯無線受信装置において、
上記第1の受信側周波数変換手段にN次高調波ミキサ(Nは2以上の整数)を用いたことを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項7または8に記載のマイクロ波帯無線受信装置において、
上記フィルタ手段により抽出された上記基準信号を増幅する増幅手段を備え、
上記第2の受信側周波数変換手段は、上記増幅手段により増幅された上記基準信号で上記中間周波数多重信号に含まれる信号を周波数ダウンコンバートすることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項8乃至10のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線受信装置において、
上記フィルタ手段は、上記第1の受信側周波数変換手段により周波数ダウンコンバートされた上記中間周波数多重信号を、基準信号と複数の中間周波数信号に分波し、
上記第2の受信側周波数変換手段は、上記基準信号で上記複数の中間周波数信号を夫々周波数ダウンコンバートすることにより、送信側で入力された上記複数の入力変調波信号を再生成することを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項8乃至10のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線受信装置において、
上記フィルタ手段は、上記第1の受信側周波数変換手段により周波数ダウンコンバートされた上記中間周波数信号を、基準信号とその基準信号に対する上側波帯としての中間周波数信号および上記基準信号に対する下側波帯としての中間周波数信号に分波し、
上記第2の受信側周波数変換手段は、上記基準信号で上記上側波帯としての中間周波数信号および上記下側波帯としての中間周波数信号を夫々周波数ダウンコンバートすることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項7に記載のマイクロ波帯無線受信装置において、
上記フィルタ手段は、上記第1の受信側周波数変換手段により周波数ダウンコンバートされた上記中間周波数多重信号の中から、上記複数の中間周波数信号の夫々と上記基準信号との組み合わせのうちの少なくとも1つの複合信号を抽出し、
上記第2の受信側周波数変換手段は、上記複合信号中の基準信号でその複合信号に含まれる中間周波数信号を周波数ダウンコンバートすることにより、送信側で入力された上記複数の入力変調波信号のうちの少なくとも1つを再生成することを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項7に記載のマイクロ波帯無線受信装置において、
上記フィルタ手段は、上記第1の受信側周波数変換手段により周波数ダウンコンバートされた上記中間周波数信号を、基準信号とその基準信号に対する上側波帯としての中間周波数信号とを組み合わせた上側波複合信号を抽出すると共に、上記基準信号に対する下側波帯としての中間周波数信号とを組み合わせた下側波複合信号を抽出し、
上記第2の受信側周波数変換手段は、上記上側波複合信号に含まれている基準信号で上記上側波帯としての中間周波数信号を周波数ダウンコンバートすると共に、上記下側波複合信号に含まれている基準信号で上記下側波帯としての中間周波数信号を周波数ダウンコンバートすることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。 - 請求項7及至14のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線受信装置を複数台用いたマイクロ波帯無線通信システムであって、
上記複数台のマイクロ波帯無線受信装置が電子機器に接続され、
上記複数台のマイクロ波帯無線受信装置からのそれぞれの出力が合成されて上記電子機器に入力されることを特徴とすることをマイクロ波帯無線通信システム。 - 請求項15に記載のマイクロ波帯無線通信システムにおいて、
上記複数台のマイクロ波帯無線受信装置からのそれぞれの出力が同じ長さの出力線を介して合成されることを特徴とすることをマイクロ波帯無線通信システム。 - 請求項16に記載のマイクロ波帯無線通信システムにおいて、
上記複数台のマイクロ波帯無線受信装置に、上記出力線を介して直流電圧が夫々供給されることを特徴とすることをマイクロ波帯無線通信システム。 - 請求項17に記載のマイクロ波帯無線通信システムにおいて、
上記直流電圧が、上記複数のマイクロ波帯無線受信装置が接続された上記電子機器から供給されることを特徴とすることをマイクロ波帯無線通信システム。 - 請求項1乃至6のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線送信装置または請求項7乃至14のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線受信装置の少なくとも1つを備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線通信システム。
- 請求項1乃至6のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線送信装置または請求項7乃至14のいずれか1つに記載のマイクロ波帯無線受信装置の少なくとも1つを備えたことを特徴とする電子機器。
- 請求項20に記載の電子機器において、
ハードディスクレコーダまたはDVDレコーダとデジタルテレビジョンチューナを搭載したことを特徴とする電子機器。 - 請求項20または21に記載の電子機器において、
小型で持ち運び可能な携帯機器であることを特徴とする電子機器。
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