JP2005287007A - 分周回路及びそれを用いたマルチモード無線機 - Google Patents

分周回路及びそれを用いたマルチモード無線機 Download PDF

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Abstract

【課題】マルチモード無線機において、分周器が無線システムの数だけ必要となり分周部の回路規模が大きくなる。
【解決手段】分周部２２が、局部発振器の出力を分周する分周器１９、分周器１９の同相局部発振信号を分周する分周器２０及び分周器１９の直交局部発振信号の出力端と接続されたダミー回路２１から構成されている。第１の周波数帯動作時は、分周器１９の出力を変復調に用い、第２の周波数帯動作時は、分周器２０の出力を変復調に用いる。第１及び第２の周波数帯で分周器１９を共用しているが、第１の周波数帯動作時には、ダミー回路を分周器２０の入力増幅器と同一の回路にすることで、分周器１９の出力である同相局部発振信号と直交局部発振信号の位相差を保つことができる。これにより、分周器を共有化し組み合わせ回路規模を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の分周器により構成された分周回路と、それを用いて周波数を切り替え、複数の無線システムを使用できるマルチモード無線機に関するものである。
従来のマルチモード無線機としては、特許文献１に記載されているものがあった。図１４は、前記特許文献１に記載された無線システムＡと無線システムＢに対応した従来のマルチモード無線機の構成の一例を示すものである。
図１４において、アンテナ９０１は無線システムＡと無線システムＢにおいて共用であり、無線システムＡの共用器９０２と、無線システムＢの共用器９０３に接続されている。送信系では、同相ベースバンド送信信号は、同相ベースバンド入力端９１６から入力され、低域通過フィルタ９１４を通過し、直交変調器９１３で変調され、同相中間周波送信信号となる。直交ベーバンド送信信号は、直交ベースバンド入力端９１７から入力され、低域通過フィルタ９１５を通過し、直交変調器９１３で変調され、直交中間周波送信信号となる。同相中間周波送信信号と直交中間周波送信信号は、可変利得増幅器９１２で増幅され、低域通過フィルタ９１１で不要周波数成分を除去される。そして、送信ミキサ９１０でアップコンバートされ、可変利得増幅器９０９で利得調整されて無線システムＡもしくは無線システムＢの送信信号となる。マルチモード無線機が、無線システムＡ動作時は、高周波スイッチ９０８は、電力増幅器９０６に接続し、送信信号を増幅する。マルチモード無線機が、無線システムＢ動作時は、高周波スイッチ９０８は電力増幅器９０７と接続し、送信信号を増幅する。無線システムＡの送信信号は、アイソレータ９０４と共用器９０２を介してアンテナ９０１から送信され、無線システムＢの送信信号は、アイソレータ９０５と共用器９０３を介してアンテナ９０１から送信される。
また、受信系では、マルチモード無線機が、無線システムＡ動作時に、アンテナ９０１で受信した無線システムＡの受信信号が共用器９０２を介して低雑音増幅器９１９に入力され、増幅される。増幅された受信信号は、受信ミキサ９２１で周波数変換された後、受信周波数に対応した中間周波フィルタ９２３を通って中間周波受信信号となり、中間周波スイッチ９２５を介して可変利得増幅器９２６に入力される。また、マルチモード無線機が、無線システムＢ動作時に、アンテナ９０１で受信した無線システムＢの受信信号が共用器９０３を介して低雑音増幅器９２０に入力され、増幅される。増幅された受信信号は、受信ミキサ９２２で周波数変換された後、受信周波数に対応した中間周波フィルタ９２４を通って中間周波受信信号となり、中間周波スイッチ９２５を介して可変利得増幅器９２６に入力される。増幅された中間周波受信信号は、直交復調器９２７で復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号を出力する。同相ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ９２８を通過し、同相ベースバンド出力端９３０から出力され、直交ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ９２９を通過し、直交ベースバンド出力端９３１から出力される。
第１局部発振器９１８は、送信ミキサ９１０に無線システムＡおよび無線システムＢに対応した送信局部発振信号を出力し、受信ミキサ９２１、９２２に無線システムＡおよび無線システムＢに対応した受信局部発振信号を出力している。また、第２局部発振器９３３は分周部９３６を介して直交変調器９１３に変調局部発振信号を、直交復調器９２７に復調局部発振信号を出力している。
分周部９３６は、無線システムＡの変調局部発振信号と復調局部発振信号および無線システムＢの変調局部発振信号と復調局部発振信号に対応した分周数を設定した分周器とスイッチから構成されている。分周器９５１は無線システムＡの変調局部発振信号に対応し、分周器９５２は無線システムＢの変調局部発振信号に対応しており、スイッチ９５５で切り替えられる。分周器９５３は無線システムＡの復調局部発振信号に対応し、分周器９５４は無線システムＢの復調局部発振信号に対応し、スイッチ９５６で切り替えられる。無線システムＡ動作時に、スイッチ９５５は分周器９５１と接続し、スイッチ９５６は分周器９５３と接続する。無線システムＢ動作時に、スイッチ９５５は分周器９５２と接続し、スイッチ９５６は分周器９５４と接続する。マルチモード無線機が対応する無線システムの数と、変調および復調の組み合わせの数だけ分周器を備え、スイッチで切り替えることにより局部発振器の数を増やすことなく、従来のマルチモード無線機は、異なる周波数帯を使用する複数の無線システム間に対して切り替え可能としていた。
また、分周器を共用化し組み合わせた例として、局部発振器の出力を分周する第１分周器と、第１分周器の出力を分周する第２分周器とを備え、第１分周器の出力が第１の無線システムに対応し、第２分周器の出力が第２の無線システムに対応しているとする。分周器は、直交変調器および直交復調器に、９０°位相差がある同相局部発振信号と直交局部発振信号をそれぞれに入力する構成をしている。第２分周器が第１分周器の出力を得るには、第１分周器の同相局部発振信号出力と直交局部発振信号出力のどちらか一方に接続される。ここでは、第１分周器の同相局部発振信号出力が第２分周器と接続しているとする。マルチモード無線機が第１無線システムで動作時は、第２分周器を動作させる必要がなく、スイッチによりオフすればよい。しかしながら、実際の回路ではオープン／ショートのスイッチをＩＣ内に構成することは困難であり、電流制御によって回路の動作をオン／オフしている（非特許文献１）。
特開平９−２６１１０６公報（第４−５頁、図２） 青木英彦 著 「アナログＩＣの機能回路設計入門」、ＣＱ出版社、ｐ．１６８
しかしながら、前記（特許文献１）に示されている従来の構成では、マルチモード無線機が対応する無線システムの数だけ分周器が必要であることと、正数の分周数をもつ分周器は、２分周回路や３分周回路を複数で組み合わせにより実現していることから、回路規模が大きくなるという課題を有していた。本発明では、従来の構成で具備されている分周器について、分周数を設定する上で分周器を共用化し組み合わせることで回路規模を小さくすることを目的とする。
また、上記に示した、局部発振器の出力を分周する第１分周器と、第１分周器の出力を分周する第２分周器とを備え、（非特許文献１）に示されている、電流制御によって回路の動作をオン／オフする場合には、オフの回路がオンしているパスへ負荷として接続された状態であり、オンしているパスへ影響を及ぼす。第１分周器の出力を、直交変調器または直交復調器に入力する際に、オフしている第２分周器の影響により、９０°位相差に誤差が生じる。直交変調器および直交復調器に入力する同相局部発振信号、直交局部発振信号は高精度に９０°位相差を保つ必要があるが、分周器を共有化し組み合わせるとオフの回路により、第１分周器出力端のインピーダンスの対称性が悪くなり、位相誤差が生じるという課題を有していた。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、分周器を共用化し、出力の位相誤差をなくすことで、回路規模を小さく簡易化するとしたマルチモード無線機を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明第１の分周回路は、局部発振信号の出力を分周して第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号を出力する第１の分周器と、前記第１の同相局部発振信号出力に接続され、前記第１の同相局部発振信号を分周して第２の同相局部発振信号と第２の直交局部発振信号を出力する第２の分周器と、前記第１の同相局部発振信号と前記第１の直交局部発振信号の位相差を９０度に保つ位相補正手段とを備える分周回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく保つ簡易化することができる。
本発明第２の分周回路は、局部発振信号の出力を分周して第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号を出力する第１の分周器と、前記第１の直交局部発振信号出力に接続され、前記第１の直交局部発振信号を分周して第２の同相局部発振信号と第２の直交局部発振信号を出力する第２の分周器と、前記第１の同相局部発振信号と前記第１の直交局部発振信号の位相差を９０度に保つ位相補正手段とを備える分周回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく保つ簡易化することができる。
本発明第３の分周回路は、本発明第１の分数回路において、前記位相補正手段が前記第１の直交局部発振信号出力に接続され、前記第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を含む分周回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができ、第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を備えることにより、第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号の位相差を高精度に保つことができる。
本発明第４の分周回路は、本発明第２の分周回路において、前記位相補正手段は、前記第１の同相局部発振信号出力に接続され、前記第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を含む分周回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができ、第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を備えることにより、第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号の位相差を高精度に保つことができる。
本発明第５の分周回路は、本発明第１又は本発明第２の分周回路において、前記位相補正手段が、前記第１の分周器の同相出力増幅器と前記第１の分周器の直交出力増幅器との電流を制御する制御部を含む分周回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さくすることができ、同相出力増幅器と直交出力増幅器の電流を制御することで、第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号の位相差を高精度に保つことができる。
本発明第６の分周回路は、本発明第１の分周回路において、前記位相補正手段が、前記第１の直交局部発振信号出力に接続されたダミー回路と前記第１の分周器の同相出力増幅器と前記第１の分周器の直交出力増幅器との電流を制御する制御部を含む分周器回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができ、第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を備え、同相出力増幅器と直交出力増幅器の電流を制御することで、第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号の位相差を高精度に保つことができる。
本発明第７の分周回路は、本発明第１の分周回路において、前記位相補正手段が、前記第１の同相局部発振信号出力に接続されたダミー回路と、前記第１の分周器の同相出力増幅器と前記第１の分周器の直交出力増幅器との電流を制御する制御部とを含む分周器回路であり、分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができ、第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を備え、同相出力増幅器と直交出力増幅器の電流を制御することで、第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号の位相差を高精度に保つことができる。
上記ダミー回路は、抵抗とコンデンサを含む回路であっても良く、第２の分周器の入力増幅器と同じ回路構成を有する増幅器であっても良く、第２の分周器の入力増幅器の一部分と同じ回路構成を有してもよい。
上記ダミー回路が、第２の分周器の入力増幅器と同じ回路構成を有するときに、制御部でダミー回路と入力増幅器の電流を制御しても良い。
本発明第１のマルチモード無線機は、上記分周回路を具備するマルチモード無線機であって、前記第１の分周器に局部発振信号を出力する局部発信器と、前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、同相ベースバンド送信信号及び直交ベースバンド送信信号を直交変調して第１の周波数を有する第１の送信信号を出力する第１の直交変調器と、前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、前記同相ベースバンド送信信号及び前記直交ベースバンド送信信号を直交変調して第２の周波数を有する第２の送信信号を出力する第２の直交変調器とを具備するものであり、送信系で分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができる。
更に、前記第２の分周器、前記第１の直交変調器及び前記第２の直交変調器に接続され、前記第１の送信信号を送信するモードと前記第２の送信信号を送信するモードとを切り替える制御部を具備しても良い。
本発明第２のマルチモード無線機は、上記分周回路を具備するマルチモード無線機であって、前記第１の分周器に局部発振信号を出力する局部発信器と、前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、第１の周波数を有する第１の受信信号を直交復調して同相ベースバンド受信信号及び直交ベースバンド受信信号を出力する第１の直交複調器と、前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、第２の周波数を有する第２の受信信号を直交復調して前記同相ベースバンド受信信号及び前記直交ベースバンド受信信号を出力する第２の直交複調器とを具備するものであり、受信系で分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができる。
更に、前記第２の分周器、前記第１の直交複調器及び第２の直交複調器に接続され、前記第１の受信信号を受信するモードと前記第２の受信信号を受信するモードとを切り替える制御部を具備しても良い。
本発明第３のマルチモード無線機は、上記分周回路を具備するマルチモード無線機であって、前記第１の分周器に局部発振信号を出力する局部発信器と、前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、同相ベースバンド送信信号及び直交ベースバンド送信信号を直交変調して第１の周波数を有する第１の送信信号を出力する第１の直交変調器と、前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、同相ベースバンド送信信号及び直交ベースバンド送信信号を直交変調して第２の周波数を有する第２の送信信号を出力する第２の直交変調器と、前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、前記第１の周波数を有する第１の受信信号を直交復調して同相ベースバンド受信信号及び直交ベースバンド受信信号を出力する第１の直交複調器と、前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、前記第２の周波数を有する第２の受信信号を直交復調して前記同相ベースバンド受信信号及び前記直交ベースバンド受信信号を出力する第２の直交複調器とを具備するものであり、送受信系で分周器を共用化し組み合わせることを可能として回路規模を小さく簡易化することができる。
更に、前記第２の分周器、前記第１の直交変調器、前記第２の直交変調器、前記第１の直交複調器及び前記第２の直交複調器に接続され、前記第１の送信信号を送信して前記第１の受信信号を受信するモードと、前記第２の送信信号を送信して前記第２の受信信号を受信するモードとを切り替える制御部を具備しても良い。
本発明のマルチモード無線機によれば、回路規模を小さく簡易化されたマルチモード無線機を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態は、２つの周波数帯に対応するマルチモード無線機の動作について説明する。
図１は、本実施の形態１におけるマルチモード無線機の構成の一例を示したものである。本実施の形態１のマルチモード無線機１００は、第１の周波数帯と第２の周波数帯を使用する。具体例として、無線システムをＧＳＭ、第１の周波数帯を１８００ＭＨｚ帯、第２の周波数帯を９００ＭＨｚ帯として説明するが、これ以外の無線システム、周波数帯でもかまわない。また、それぞれの動作モードを、１８００ＭＨｚモード、９００ＭＨｚモードとする。
図１において、アンテナ１は、１８００ＭＨｚ帯と９００ＭＨｚ帯で共用しており、１８００ＭＨｚ帯に対応した共用器２と、９００ＭＨｚ帯に対応した共用器３に、それぞれ接続されている。まず、送信系について説明する。同相ベースバンド入力端８および直交ベースバンド入力端９は、それぞれ１８００ＭＨｚ帯に対応した直交変調器６と９００ＭＨｚ帯に対応した直交変調器７に接続されている。マルチモード無線機１００が１８００ＭＨｚモード動作時は、同相ベースバンド入力端８および直交ベースバンド入力端９から入力されたベースバンド送信信号は直交変調器６で直交変調され、１８００ＭＨｚ帯の送信周波数に周波数変換され、送信信号となる。
１８００ＭＨｚ帯に対応した電力増幅器４により、増幅された送信信号は、共用器２を介してアンテナ１から送信される。また、マルチモード無線機１００が９００ＭＨｚモード動作時は、同様に、同相ベースバンド入力端８および直交ベースバンド入力端９から入力されたベースバンド送信信号は直交変調器７で直交変調され、９００ＭＨｚ帯の送信周波数に周波数変換され、送信信号となる。９００ＭＨｚ帯に対応した電力増幅器５により、増幅された送信信号は、共用器３を介してアンテナ１から送信される。
次に、受信系について説明する。マルチモード無線機１００が１８００ＭＨｚモード動作時は、アンテナ１で受信した受信信号は共用器２を介して１８００ＭＨｚ帯に対応した低雑音増幅器１０に入力される。低雑音増幅器１０に増幅された受信信号は１８００ＭＨｚに対応した直交復調器１２に入力され、直交復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号になる。同相ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１４を通過して同相ベースバンド出力端１６に出力され、直交ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１５を通過して直交ベースバンド出力端１７に出力される。
また、マルチモード無線機１００が９００ＭＨｚモード動作時は、同様に、アンテナ１で受信した受信信号は共用器３を介して９００ＭＨｚ帯に対応した低雑音増幅器１１に入力される。低雑音増幅器１１に増幅された受信信号は９００ＭＨｚに対応した直交復調器１３に入力され、直交復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号になる。同相ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１４を通過して同相ベースバンド出力端１６に出力され、直交ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１５を通過して直交ベースバンド出力端１７に出力される。３．６ＧＨｚ帯の信号を出力する局部発振器１８と分周部２２とを有する周波数シンセサイザは、直交変調器６、７、直交復調器１２、１３に対して、９０°位相差を持つ同相局部発振信号と直交局部発振信号を出力している。
分周部２２は、局部発振器１８の出力（３．６ＧＨｚ帯）を２分周する分周器１９と、分周器１９の同相局部発振信号を更に２分周する分周器２０と、分周器１９の直交局部発振信号側に接続されたダミー回路２１とから構成されている。分周器１９は、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器６または直交復調器１２に出力する。分周器２０は、９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器７または直交変調器１３に出力する。制御部２３は、マルチモード無線機１００の動作モードにしたがって電流制御し、動作モード以外の回路の電流をオフするように信号を出力し、回路の動作を制御する。
図２は、制御部２３における電流制御方法の例を示す図であり、図３は、分周部２２の構成を示す図である。図２で、電流制御方法を説明してから、図３で、分周部２２の動作について説明する。
図２において、トランジスタ２０１、トランジスタ２０２、抵抗２０３および抵抗２０４からカレントミラー回路を構成している。カレントミラー回路動作時のトランジスタ２０１と抵抗２０３に流れる入力電流Ｉｉｎと、トランジスタ２０２と抵抗２０４に流れる出力電流Ｉｏｕｔは以下のような関係がある。トランジスタ２０１のエミッタ面積をＮ１、トランジスタ２０２のエミッタ面積をＮ２、抵抗２０３の抵抗値をＲ３、抵抗２０４の抵抗値をＲ４、Ｎ１Ｒ３＝Ｎ２Ｒ４とすると、出力電流Ｉｏｕｔは、Ｉｏｕｔ＝（Ｎ２／Ｎ１）Ｉｉｎとなる。したがって、トランジスタ２０２のコレクタに、増幅器、直交変調器、直交復調器および分周器をそれぞれ接続し、動作させる。
また、トランジスタ２０５と電流制御端子２０６によりスイッチを構成し、電流制御端子２０６がＬｏｗレベルのとき、トランジスタ２０５はオフであり、電流制御端子２０６がＨｉｇｈレベルのとき、トランジスタ２０５はオンである。したがって、電流制御２０６がＬｏｗレベルであるときは、トランジスタ２０５に電流Ｉｉｎは流れず、トランジスタ２０１に流れ、カレントミラー回路は動作する。電流制御端子２０６がＨｉｇｈレベルであるときは、入力電流Ｉｉｎはトランジスタ２０１に流れず、トランジスタ２０５を流れ、カレントミラー回路は動作しない。これにより、マルチモード無線機の増幅器、直交変調器、直交復調器および分周器の電流制御することで動作をオン／オフ切り換えることができる。この電流制御方法を用いれば、制御部２３は、動作モードの回路にはＬｏｗレベルを出力し、動作モード以外の回路にはＨｉｇｈレベルを出力して回路の切り替える。
図３において、図１と同一の符号は同一のものを示している。分周器１９は、入力増幅器３０１と、マスター段のフリップフロップ回路３０２とスレーブ段のフリップフロップ回路３０３と、同相出力増幅器３０４と、直交出力増幅器３０５とを有する。局部発振器１８の出力を入力増幅器３０１で増幅し、フリップフロップ回路３０２とフリップフロップ回路３０３のそれぞれのクロック入力に入力する。フリップフロップ回路３０２のＱ出力とフリップフロップ回路３０３のＤ入力が接続され、フリップフロップ回路３０３のＱＢ出力とフリップフロップ回路３０２のＤ入力が接続されている。
フリップフロップ回路３０２のＱ出力から、局部発振器１８の入力信号を２分周した１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を、同相出力増幅器３０４を介して出力し、フリップフロップ回路３０３のＱ出力から、局部発振器１８の入力信号を２分周し、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号より位相が９０°進んだ１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を、直交出力増幅器３０５を介して出力する。分周器２０は、フリップフロップ回路３０２のＱ出力と接続された入力増幅器３０６と、マスター段のフリップフロップ回路３０７とスレーブ段のフリップフロップ回路３０８と、同相出力増幅器３０９と、直交出力増幅器３１０とを有する。フリップフロップ回路３０２の１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を入力増幅器３０６で増幅し、フリップフロップ回路３０７とフリップフロップ回路３０８のそれぞれのクロック入力に入力する。
フリップフロップ回路３０７のＱ出力とフリップフロップ回路３０８のＤ入力が接続され、フリップフロップ回路３０８のＱＢ出力とフリップフロップ回路３０７のＤ入力が接続されている。フリップフロップ回路３０７のＱ出力から、分周器１９の１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を２分周した９００ＭＨｚ同相局部発振信号を、同相出力増幅器３０９を介して出力し、フリップフロップ回路３０８のＱ出力から、分周器１９の１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を２分周し、９００ＭＨｚ同相局部発振信号より位相が９０°進んだ９００ＭＨｚ直交局部発振信号を、直交出力増幅器３１０を介して出力する。
つまり、分周器２０の出力の９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号は、局部発振器１８の信号を４分周したのもである。フリップフロップ回路３０３のＱ出力にダミー回路２１が接続され、分周器２０と制御部２３が接続されている。マルチモード無線機１００が１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器２０をオフにする。
１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器１９から１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を出力するが、オフした分周器２０が１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を出力するフリップフロップ回路３０２のＱ出力に接続し、ダミー回路２１が１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を出力するフリップフロップ回路３０３のＱ出力に接続している。ここで、ダミー回路２１をオフした分周器２０の入力増幅器３０６と同一の回路とすることで、オフした分周器２０とダミー回路２１でインピーダンスの対称性を保ち、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の高精度な９０°位相差を得ることができる。また、ダミー回路２１は、入力増幅器３０６の一部分の回路構成を有していてもよい。例えば、入力増幅器３０６が、信号が入力されるトランジスタ、負荷素子、電流源回路、バイアス回路等を有する場合、トランジスタと同一の構成を有するトランジスタをダミー回路２１として用いてもよい。なお、ダミー回路２１は入力増幅器３０６と同一回路の構成に近くするほど高精度の位相差を得ることができる。
送信時は、電力増幅器４と直交変調器６がオン、低雑音増幅器１０と直交復調器１２がオフし、受信時は、電力増幅器４と直交変調器６がオフ、低雑音増幅器１０と直交復調器１２がオンするように、制御部２３により電流制御される。送信時は、オフした直交復調器１２が分周器１９に接続しているが、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号のそれぞれに接続された回路が同一なので入力インピーダンスの対称性に影響しない。同様に、受信時はオフした直交変調器６が、分周器１９と接続しているが、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号に同一の回路が接続しているのでインピーダンスの対称性に影響しない。
また、このときの１８００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯の使用帯域と局部発振器１８の周波数帯は（表１）のようになる。（表１）において、Ｔｘは送信時、Ｒｘは受信時を示す。（表１）からわかるように、１８００ＭＨｚ帯においては、使用帯域は局部発信器１８の周波数帯の１／２であり、９００ＭＨｚ帯においては、使用帯域は局部発信器１８の周波数帯の１／４となる。
Figure 2005287007
以上より、複数の無線システムで分周器を共用化し組み合わせることで、回路規模を小さくし簡易化したマルチモード無線機を実現させることができる。
なお、本実施の形態１では、不平衡の回路として説明したが、平衡の回路でもかまわない。
なお、ダミー回路２１は、オフした分周器２０の入力増幅器３０６と同一のインピーダンスを有していれば、抵抗とコンデンサにより構成されても良い。
また、本実施の形態１では、ダミー回路２１を分周器１９の直交局部発振信号側に接続し、分周器２０を同相局部発振信号に接続する場合を示したが、逆であっても良い。
なお、ダミー回路２１は、９０°位相差を保つほかにも、１８０°位相差を保つために用いられても良い。
（実施の形態２）
本実施の形態は、４つの周波数帯に対応するマルチモード無線機の動作について説明する。
図４は、本実施の形態２におけるマルチモード無線機の受信系の構成例を示したものである。ここで、本実施の形態２におけるマルチモード無線機は、４つの周波数帯を使用するマルチモード無線機であり、具体例として、ＧＳＭの１８００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの５．２ＧＨｚ帯およびＩＥＥＥ８０２．１１ｂの２．４ＧＨｚ帯の４つとして説明する。また、それぞれの動作モードを１８００ＭＨｚモード、９００ＭＨｚモード、５．２ＧＨｚモード、２．４ＧＨｚモードとする。図４において、図１と同一の符号は同一のものを示している。アンテナ１は、９００ＭＨｚ帯、１８００ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯および５．２ＧＨｚ帯を共用しており、低雑音増幅器１０、低雑音増幅器１１、２．４ＧＨｚ帯に対応した低雑音増幅器３１および５．２ＧＨｚ帯に対応している低雑音増幅器３２にそれぞれ接続している。
マルチモード無線機４００が１８００ＭＨｚモード動作時は、アンテナ１で受信した受信信号を低雑音増幅器１０で増幅し、直交復調器１２で直交復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号となる。同相ベースバンド受信信号は低域通過フィルタ１４を通過して同相ベースバンド出力端１６に出力され、直交ベースバンド受信信号は低域通過フィルタ１５を通過して直交ベースバンド出力端１７に出力される。マルチモード無線機４００が９００ＭＨｚモード動作時も、同様に、アンテナ１で受信した受信信号を低雑音増幅器１１で増幅し、直交復調器１３で直交復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号となる。
同相ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１４を通過して同相ベースバンド出力端１６に出力され、直交ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１５を通過して直交ベースバンド出力端１７に出力される。マルチモード無線機４００が２．４ＧＨｚモード動作時は、アンテナ１で受信した受信信号を低雑音増幅器３１で増幅し、２．４ＧＨｚ帯に対応した受信ミキサ３３で５００ＭＨｚ帯の中間周波数に周波数変換された後、５００ＭＨｚ帯に対応した直交復調器３５で直交復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号となる。
同相ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１４を通過して同相ベースバンド出力端１６に出力され、直交ベースバンド受信信号は低域通過フィルタ１５を通過して直交ベースバンド出力端１７に出力される。マルチモード無線機４００が５．２ＧＨｚモード動作時は、アンテナ１で受信した受信信号を低雑音増幅器３２で増幅し、５．２ＧＨｚ帯に対応した受信ミキサ３４で１０００ＭＨｚ帯の中間周波数に周波数変換された後、１０００ＭＨｚ帯に対応した直交復調器３６で直交復調され、同相ベースバンド受信信号と直交ベースバンド受信信号となる。
同相ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１４を通過して同相ベースバンド出力端１６に出力され、直交ベースバンド受信信号は、低域通過フィルタ１５を通過して直交ベースバンド出力端１７に出力される。３．６ＧＨｚから４．０ＧＨｚ帯を出力する局部発振器１８と分周部４０とを有する周波数シンセサイザは、直交復調器１２、１３、３５、３６に対して、９０°位相差を持つ同相局部発振信号と直交局部発振信号をそれぞれに出力し、受信ミキサ３３、３４に局部発振信号をそれぞれ出力している。
分周部４０は、局部発振器１８の出力を２分周する分周器１９と、分周器１９の同相局部発振信号を更に２分周する分周器２０と、分周器１９の直交局部発振信号側に接続されたダミー回路３７と、分周器２０の同相局部発振信号を更に２分周する分周器３８と、分周器２０の直交局部発振信号側に接続されたダミー回路３９とを有する。制御部２３は、動作中モード以外の回路をオフにするように信号を出力し、回路の動作を制御する。
図５は、分周部４０の構成を示す図である。図５において、図４と同一の符号は同一のものを示している。分周器１９は、入力増幅器３０１と、マスター段のフリップフロップ回路３０２とスレーブ段のフリップフロップ回路３０３と、同相出力増幅器３０４と、直交出力増幅器３０５とを有する。局部発振器１８の出力を入力増幅器３０１で増幅し、フリップフロップ回路３０２とフリップフロップ回路３０３のそれぞれのクロック入力に入力する。フリップフロップ回路３０２のＱ出力とフリップフロップ回路３０３のＤ入力が接続され、フリップフロップ回路３０３のＱＢ出力とフリップフロップ回路３０２のＤ入力が接続されている。フリップフロップ回路３０２のＱ出力から、局部発振器１８の入力信号（３．６ＧＨｚ帯）を２分周した１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を、同相出力増幅器３０４を介して出力し、フリップフロップ回路３０３のＱ出力から、局部発振器１８の入力信号を２分周し、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号より位相が９０°進んだ１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を、直交出力増幅器３０５を介して出力する。局部発振器１８の入力信号が４．０ＧＨｚ帯であるときは、分周器１９からは、２０００ＭＨｚ同相局部発振信号が増幅器５０６を介して出力される。
分周器２０は、フリップフロップ回路３０２のＱ出力と接続された入力増幅器３０６と、マスター段のフリップフロップ回路３０７とスレーブ段のフリップフロップ回路３０８と、同相出力増幅器３０９と、直交出力増幅器３１０とを有する。フリップフロップ回路３０２の１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を入力増幅器３０６で増幅し、フリップフロップ回路３０７とフリップフロップ回路３０８のそれぞれのクロック入力に入力する。フリップフロップ回路３０７のＱ出力とフリップフロップ回路３０８のＤ入力が接続され、フリップフロップ回路３０８のＱＢ出力とフリップフロップ回路３０７のＤ入力が接続されている。
フリップフロップ回路３０７のＱ出力から、分周器１９の１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を２分周した９００ＭＨｚ同相局部発振信号を、同相出力増幅器３０９を介して出力し、フリップフロップ回路３０８のＱ出力から、分周器１９の１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を２分周し、９００ＭＨｚ同相局部発振信号より位相が９０°進んだ９００ＭＨｚ直交局部発振信号を、直交出力増幅器３１０を介して出力する。つまり、分周器２０の出力は、局部発振器１８の信号（３．６ＧＨｚ帯）を４分周したのもであり、局部発振器１８の入力信号が４．０ＧＨｚ帯であるときは、分周器２０からは、１０００ＭＨｚ同相局部発振信号と１０００ＭＨｚ直交局部発振信号が出力される。
分周器３８は、フリップフロップ回路３０７のＱ出力と接続された入力増幅器５０１と、マスター段のフリップフロップ回路５０２とスレーブ段のフリップフロップ回路５０３と、同相出力増幅器５０４と、直交出力増幅器５０５とを有する。フリップフロップ回路３０７の１０００ＭＨｚ同相局部発振信号を入力増幅器５０１で増幅し、フリップフロップ回路５０２とフリップフロップ回路５０３のそれぞれのクロック入力に入力する。フリップフロップ回路５０２のＱ出力とフリップフロップ回路５０３のＤ入力が接続され、フリップフロップ回路５０３のＱＢ出力とフリップフロップ回路５０２のＤ入力が接続されている。フリップフロップ回路５０２のＱ出力から、分周器２０の１０００ＭＨｚ同相局部発振信号を２分周した５００ＭＨｚ同相局部発振信号を、同相出力増幅器５０４を介して出力し、フリップフロップ回路５０３のＱ出力から、分周器２０の１０００ＭＨｚ同相局部発振信号を２分周し、５００ＭＨｚ同相局部発振信号より位相が９０°進んだ５００ＭＨｚ直交局部発振信号を、直交出力増幅器５０５を介して出力する。つまり、分周器３８の出力は、局部発振器１８の入力信号（４．０ＧＨｚ帯）を８分周したのもである。
フリップフロップ回路３０３のＱ出力にダミー回路３７が接続され、フリップフロップ回路３０８のＱ出力にダミー回路３９が接続される。
分周器２０と分周器３８とはそれぞれ制御部２３が接続されており、マルチモード無線機４００の動作モードに応じて分周器２０、３８の動作をオン／オフ切り替える。マルチモード無線機４００が、１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器１９のみ動作し、直交復調器１２に、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を出力する。このとき、分周器２０と分周器３８は制御部２３によりオフしている。マルチモード無線機４００が、９００ＭＨｚモード動作時は、分周器１９と分周器２０が動作し、直交復調器１３に、９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号を出力する。このとき、分周器３８は制御部２３によりオフしている。
マルチモード無線機４００が２．４ＧＨｚモード動作時には、分周器１９、分周器２０および分周器３８が動作し、受信ミキサ３３に分周器１９から２０００ＭＨｚ同相局部発振信号を出力し、直交復調器３５に分周器３８から５００ＭＨｚ同相局部発振信号と５００ＭＨｚ直交局部発振信号を出力する。マルチモード無線機４００が、５．２ＧＨｚモード動作時は、分周器１９と分周器２０が動作し、受信ミキサ３４に局部発振器１８からの入力がそのまま４０００ＭＨｚ局部発振信号として出力され、直交復調器３６に分周器２０から１０００ＭＨｚ同相局部発振信号と１０００ＭＨｚ直交局部発振信号を出力する。このとき、分周器３８は制御部２３によりオフしている。マルチモード無線機４００の動作モードに対する分周部４０の動作をまとめたものを（表２）に示す。
Figure 2005287007
１８００ＭＨｚモード動作時は、オフした分周器２０およびオフした増幅器５０６がそれぞれフリップフロップ回路３０２のＱ出力に接続されているが、ダミー回路３７をオフした分周器２０の入力増幅器３０６およびオフした増幅器５０６と同一の回路とすることで、インピーダンスの対称性を保ち、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の高精度の９０°位相差を得ることができる。９００ＭＨｚモード動作時はオフした分周器３８がフリップフロップ回路３０７のＱ出力に接続されているが、ダミー回路３９をオフした分周器３８の入力増幅器５０１と同一の回路とすることで、インピーダンスの対称性を保ち、９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号の高精度の９０°位相差を得ることができる。
なお、ダミー回路３７は入力増幅器３０６及び増幅器５０６の、ダミー回路３９は入力増幅器５０１のそれぞれ一部分の回路構成を有していてもよい。
同様に、５．２ＧＨｚ動作時も、オフした分周器３８とダミー回路３９でインピーダンスのバランスを保ち、１０００ＭＨｚ同相局部発振信号と１０００ＭＨｚ直交局部発振信号を得ることができる。分周器２０の出力は、直交復調器１３と直交復調器３６に接続されており、９００ＭＨｚ動作時は、直交復調器１３がオン、直交復調器３６がオフし、５．２ＧＨｚ動作時は、直交復調器１３がオフ、直交復調器３６がオンするように制御部２３が電流制御される。９００ＭＨｚ動作時は、オフした直交復調器３６が接続されているが、９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号のそれぞれに接続された回路が同一なので入力インピーダンスの対称性に影響しない。同様に、５．２ＧＨｚ動作時は、オフした直交復調器１３が接続されているが、インピーダンスの対称性に影響しない。
また、このときの動作モードの使用帯域に対する局部発振器１８の使用周波数帯は（表３）のようになる。
Figure 2005287007
以上より、複数の無線システムに対応するために分周器を共用化し組み合わせることで、回路規模を小さくし簡易化したマルチモード無線機を実現させることができる。
なお、本実施の形態２では、マルチモード無線機の受信系について説明したが、送信系について同様に実現できることは言うまでもない。
なお、本実施の形態２では、無線システムごとに直交復調器を備えたが、複数の無線システムに対応した一つの直交復調器を用いて、直交復調器に入力する局部発振信号を無線システムごとに切り替えても良い。
なお、本実施の形態２では、無線システムとして、ＧＳＭ１８００ＭＨｚ帯、ＧＳＭ９００ＭＨｚ帯、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂについて説明したが、これ以外の無線システムでもかまわない。
なお、ダミー回路３７は、オフした分周器２０の入力増幅器３０６及び増幅器５０６と同一のインピーダンスを有していれば、抵抗とコンデンサにより構成されても良い。
なお、ダミー回路３９は、オフした分周器３８の入力増幅器５０１と同一のインピーダンスを有していれば、抵抗とコンデンサにより構成されても良い。
また、本実施の形態２では、ダミー回路３７を分周器１９の直交局部発振信号側に接続し、分周器２０を同相局部発振信号に接続する場合を示したが、逆であっても良い。また、ダミー回路３９を分周器２０の直交局部発振信号側に接続し、分周器３８を同相局部発振信号に接続する場合を示したが、逆であっても良い。
なお、ダミー回路３７及び３９は、９０°位相差を保つほかにも、１８０°位相差を保つために用いられても良い。
なお、実施の形態１では、マルチモード無線機が対応する無線システムの数を２とし、実施の形態２では、マルチモード無線機が対応する無線システムの数を４としたが、これらに限らず３又は５以上の複数でも良い。
（実施の形態３）
図６は、本実施の形態３におけるマルチモード無線機の構成の一例を示したものである。本実施の形態３のマルチモード無線機６００は、第１の周波数帯と第２の周波数帯を使用する。具体例として、無線システムをＧＳＭ、第１の周波数帯を１８００ＭＨｚ帯、第２の周波数帯を９００ＭＨｚ帯として説明するが、これ以外の無線システム、周波数帯でもかまわない。また、それぞれの動作モードを１８００ＭＨｚモード、９００ＭＨｚモードとする。本発明の実施の形態１で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付することで説明を省略する。
図６において、分周部６０３における分周器６０１は分周器１９の出力である１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を更に２分周する回路であり、ダミー回路６０２は、分周器１９の直交局部発振信号側に接続されている。１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器１９が１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器６または直交復調器１２に出力する。９００ＭＨｚ動作時は、分周器６０１が９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器７または直交復調器１３に出力する。制御部２３は、分周器６０１とダミー回路６０２に接続され、マルチモード無線機６００の動作モードに応じた信号を出力している。
図７は分周部６０３の構成を示したものである。ダミー回路６０２は、分周器６０１の入力増幅器６０４と同一の回路構成である。１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器６０１のフリップフロップ３０７、フリップフロップ３０８、同相出力増幅器３０９および直交出力増幅器３１０は制御部２３の信号によりオフし、入力増幅器６０４はオンして電流を流している。また、ダミー回路６０２も制御部２３からの信号によりオンして電流を流している。このとき、制御部２３は、入力増幅器６０４とダミー回路６０２に流れる電流を調整することで、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の位相差を調整することができる。
図８は、入力増幅器６０４の一例を示す回路図である。図８より、入力増幅器６０４は差動増幅回路であり、トランジスタ６０５とトランジスタ６０６のエミッタ端子が接続され差動対をなしている。トランジスタ６０５は負荷抵抗６０７を介して電圧源に接続され、トランジスタ６０６は負荷抵抗６０８を介して電圧源に接続されている。トランジスタ６０５のエミッタとトランジスタ６０６のエミッタは、電流源として動作するトランジスタ６０９に接続され、トランジスタ６０９のベースは制御部２３に接続されている。トランジスタ６０９のベースに与えられる制御部２３からの信号電圧により、入力増幅器６０４に流れる電流を制御できる。トランジスタ６０９のエミッタは抵抗６１０を介して接地される。また、ダミー回路６０２も同一の回路構成であり、制御部２３からの信号によりダミー回路６０２に流れる電流を制御することができ、入力増幅器６０４と異なる点は、増幅した信号を出力しない点である。
マルチモード無線機６００が９００ＭＨｚモード動作時は、分周器１９から出力された１８００ＭＨｚ同相局部発振信号は、トランジスタ６０５、トランジスタ６０６に入力され、負荷抵抗６０７、負荷抵抗６０８で電圧変換されてトランジスタ６０５のコレクタ、トランジスタ６０６のコレクタからフリップフロップ３０７、フリップフロップ３０８に出力する。
マルチモード無線機６００が１８００ＭＨｚモード動作時は、入力増幅器６０４とダミー回路６０２は、制御部２３からの信号により電流を制御され、分周器１９からみた入力インピーダンスを変化させる。制御部２３は、分周器１９から出力される１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の位相差が９０°になるように、入力増幅器６０４とダミー回路６０２に信号を出力する。このとき、入力増幅器６０４に流れる電流を９００ＭＨｚモード動作時に流れる電流より小さくして位相差の制御をしてもよく、マルチモード無線機６００の消費電力を抑えることができる。
以上より、複数の無線システムで分周器を共用化し組み合わせることで、回路規模を小さくし簡易化したマルチモード無線機を実現させることができる。
なお、本実施の形態３では、入力増幅器６０４とダミー回路６０２を平衡の差動増幅回路としたが、不平衡の回路でもかまわない。
また、本実施の形態３では、ダミー回路６０２を分周器１９の直交局部発振信号側に接続し、分周器６０１を同相局部発振信号側に接続したが、逆であってもよい。
なお、本実施の形態３では、入力増幅器６０４とダミー回路６０２に流れる電流をそれぞれ制御部２３からの信号で制御するとしたが、入力増幅器６０４の電流は一定で、ダミー回路６０２に流れる電流を制御部２３からの信号で制御するとしても良いし、ダミー回路６０２に流れる電流を一定で、入力増幅器６０４に流れる電流を制御部２３からの信号で制御するとしても良い。なお、この場合、ダミー回路６０２の回路構成は、分周器６０１の入力増幅器６０４の一部の回路構成と同一であってもよい。
（実施の形態４）
図９は、本実施の形態４におけるマルチモード無線機の構成の一例を示したものである。本実施の形態４のマルチモード無線機７００は、第１の周波数帯と第２の周波数帯を使用する。具体例として、無線システムをＧＳＭ、第１の周波数帯を１８００ＭＨｚ帯、第２の周波数帯を９００ＭＨｚ帯として説明する。また、それぞれの動作モードを１８００ＭＨｚモード、９００ＭＨｚモードとする。本発明の実施の形態１で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付することで説明を省略する。
図９において、分周部７０２における分周器７０１は局部発振器１８の出力（３．６ＧＨｚ帯）を２分周する回路であり、分周器２０は分周器７０１の出力である１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を更に２分周する回路である。１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器７０１が１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器６または直交復調器１２に出力する。９００ＭＨｚ動作時は、分周器２０が９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器７または直交復調器１３に出力する。制御部２３は、分周器２０と分周器７０１に接続され、マルチモード無線機７００の動作モードに応じた信号を出力している。
図１０は分周部７０２の構成を示したものである。１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器２０の入力増幅器３０６、フリップフロップ３０７、フリップフロップ３０８、同相出力増幅器３０９および直交出力増幅器３１０は制御部２３の信号によりオフしている。このとき、制御部２３は、同相出力増幅器７０３と直交出力増幅器７０４に流れる電流を調整することで、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の位相差を調整することができる。
図１１は、同相出力増幅器７０３の一例を示す回路図である。図１１より、同相出力増幅器７０３は差動増幅回路であり、トランジスタ７０５とトランジスタ７０６のエミッタ端子が接続され差動対をなしている。トランジスタ７０５は負荷抵抗７０７を介して電圧源に接続され、トランジスタ７０６は負荷抵抗７０８を介して電圧源に接続されている。トランジスタ７０５のエミッタとトランジスタ７０６のエミッタは、電流源として動作するトランジスタ７０９に接続され、トランジスタ７０９のベースは制御部２３に接続されている。トランジスタ７０９のベースに与えられる制御部２３からの信号電圧により、入力増幅器７０３に流れる電流を制御できる。トランジスタ７０９のエミッタは抵抗７１０を介して接地される。また、直交出力増幅器７０４も同一の回路構成であり、制御部２３からの信号により直交出力増幅器７０４に流れる電流を制御することができる。
マルチモード無線機７００が１８００ＭＨｚモード動作時は、同相出力増幅器７０３と直交出力増幅器７０４は、制御部２３からの信号により電流を制御され、同相出力増幅器７０３と直交出力増幅器７０４の入力インピーダンスを変化させる。制御部２３は、分周器７０１から出力される１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の位相差が９０°になるように、同相出力増幅器７０３と直交出力増幅器７０４に信号を出力する。
以上より、複数の無線システムで分周器を共用化し組み合わせることで、回路規模を小さくし簡易化したマルチモード無線機を実現させることができる。
なお、本実施の形態４では、同相出力増幅器７０３と直交出力増幅器７０４を平衡の差動増幅回路としたが、不平衡の回路でもかまわない。
また、本実施の形態４では、分周器２０を同相局部発振信号側に接続したが、逆に直交局部発振信号側に接続してもよい。
なお、本実施の形態４では、同相出力増幅器７０３と直交出力増幅器７０４に流れる電流をそれぞれ制御部２３からの信号で制御するとしたが、同相出力増幅器７０３の電流は一定で、直交出力増幅器７０４に流れる電流を制御部２３からの信号で制御するとしても良いし、直交出力増幅器７０４に流れる電流を一定で、同相出力増幅器７０３に流れる電流を制御部２３からの信号で制御するとしても良い。
（実施の形態５）
図１２は、本実施の形態５におけるマルチモード無線機の構成の一例を示したものである。本実施の形態５のマルチモード無線機８００は、第１の周波数帯と第２の周波数帯を使用する。具体例として、無線システムをＧＳＭ、第１の周波数帯を１８００ＭＨｚ帯、第２の周波数帯を９００ＭＨｚ帯として説明するが、これ以外の無線システム、周波数帯でもかまわない。また、それぞれの動作モードを１８００ＭＨｚモード、９００ＭＨｚモードとする。本発明の実施の形態１〜４で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付することで説明を省略する。
図１２において、分周部８０１における分周器６０１は、分周器７０１の出力である１８００ＭＨｚ同相局部発振信号を更に２分周する回路であり、ダミー回路６０２は、分周器７０１の直交局部発振信号側に接続されている。１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器７０１が１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器６または直交復調器１２に出力する。９００ＭＨｚ動作時は、分周器６０１が９００ＭＨｚ同相局部発振信号と９００ＭＨｚ直交局部発振信号を直交変調器７または直交復調器１３に出力する。制御部２３は、分周器７０１、分周器６０１およびダミー回路６０２に接続され、マルチモード無線機８００の動作モードに応じた信号を出力している。
図１３は、分周部８０１の構成を示したものである。ダミー回路６０２は、分周器６０１の入力増幅器６０４と同一の回路構成である。１８００ＭＨｚモード動作時は、分周器６０１のフリップフロップ３０７、フリップフロップ３０８、同相出力増幅器３０９および直交出力増幅器３１０は、制御部２３の信号によりオフし、入力増幅器６０４はオンして電流を流している。また、ダミー回路６０２も制御部２３からの信号によりオンして電流を流している。このとき、制御部２３は、入力増幅器６０４、ダミー回路６０２、同相出力増幅器７０３および直交出力増幅器７０４に流れる電流を制御することで、１８００ＭＨｚ同相局部発振信号と１８００ＭＨｚ直交局部発振信号の位相差を調整することができる。
以上より、複数の無線システムで分周器を共用化し組み合わせることで、回路規模を小さくし簡易化したマルチモード無線機を実現させることができる。
なお、本実施の形態５では、不平衡の回路として説明したが、平衡の回路でもかまわない。
また、本実施の形態５では、ダミー回路６０２を分周器７０１の直交局部発振側に接続し、分周器６０１を同相局部発振側に接続したが、逆であってもよい。
なお、本実施の形態５では、入力増幅器６０４、ダミー回路６０２、同相出力増幅器７０３および直交出力増幅器７０４に流れる電流をそれぞれ制御部２３からの信号で制御するとしたが、これらのうちいずれか１つの電流を制御するとしても良いし、いずれか２つの電流を制御するとしても良いし、いずれか３つの電流を制御するとしても良い。なお、ダミー回路６０２又は入力増幅器６０４のいずれか一方のみの電流を制御する場合、ダミー回路６０２の回路構成は、分周器６０１の入力増幅器６０４の一部の回路構成と同一であってもよい。
本発明にかかるマルチモード無線機は、異なる無線システムに対応した分周器を共用化し組み合わせることで回路規模を小さく簡易化する効果を有し、通信分野等において有用であり、通信に関する電気機器、例えば、携帯電話、無線ＬＡＮ等において利用できる。
本発明の実施の形態１におけるマルチモード無線機の構成を示す図 同実施の形態１における電流制御方法を示す回路図 同実施の形態１におけるマルチモード無線機の分周部の構成を示す図 同実施の形態２におけるマルチモード無線機の構成を示す図 同実施の形態２におけるマルチモード無線機の分周部の構成を示す図 同実施の形態３におけるマルチモード無線機の構成を示す図 同実施の形態３におけるマルチモード無線機の分周部の構成を示す図 同実施の形態３における分周器６０１の入力増幅器の回路構成を示す図 同実施の形態４におけるマルチモード無線機の構成を示す図 同実施の形態４におけるマルチモード無線機の分周部の構成を示す図 同実施の形態４における分周器７０１の同相出力増幅器の回路構成を示す図 同実施の形態５におけるマルチモード無線機の構成を示す図 同実施の形態５におけるマルチモード無線機の分周器の構成を示す図 従来のマルチモード無線機の構成を示す図
符号の説明
１ アンテナ
２ 共用器
３ 共用器
４ 電力増幅器
５ 電力増幅器
６ 直交変調器
７ 直交変調器
８ 同相ベースバンド入力端
９ 直交ベースバンド入力端
１０ 低雑音増幅器
１１ 低雑音増幅器
１２ 直交復調器
１３ 直交復調器
１４ 低域通過フィルタ
１５ 低域通過フィルタ
１６ 同相ベースバンド出力端
１７ 直交ベースバンド出力端
１８ 局部発振器
１９ 分周器
２０ 分周器
２１ ダミー回路
２２ 分周部
２３ 制御部
３１ 低雑音増幅器
３２ 低雑音増幅器
３３ 受信ミキサ
３４ 受信ミキサ
３５ 直交復調器
３６ 直交復調器
３７ ダミー回路
３８ 分周器
３９ ダミー回路
４０ 分周部
１００ マルチモード無線機
２０１ トランジスタ
２０２ トランジスタ
２０３ 抵抗
２０４ 抵抗
２０５ トランジスタ
２０６ 電流制御端子
３０１ 入力増幅器
３０２ フリップフロップ回路
３０３ フリップフロップ回路
３０４ 同相出力増幅器
３０５ 直交出力増幅器
３０６ 入力増幅器
３０７ フリップフロップ回路
３０８ フリップフロップ回路
３０９ 同相出力増幅器
３１０ 直交出力増幅器
４００ マルチモード無線機
５０１ 入力増幅器
５０２ フリップフロップ回路
５０３ フリップフロップ回路
５０４ 同相出力増幅器
５０５ 直交出力増幅器
５０６ 増幅器
６００ マルチモード無線機
６０１ 分周器
６０２ ダミー回路
６０３ 分周部
６０４ 入力増幅回路
６０５ トランジスタ
６０６ トランジスタ
６０７ 負荷抵抗
６０８ 負荷抵抗
６０９ トランジスタ
６１０ 抵抗
７００ マルチモード無線機
７０１ 分周器
７０２ 分周部
７０３ 同相出力増幅器
７０４ 直交出力増幅器
７０５ トランジスタ
７０６ トランジスタ
７０７ 負荷抵抗
７０８ 負荷抵抗
７０９ トランジスタ
７１０ 抵抗
８００ マルチモード無線機
８０１ 分周部
９０１ アンテナ
９０２ 共用器
９０３ 共用器
９０４ アイソレータ
９０５ アイソレータ
９０６ 電力増幅器
９０７ 電力増幅器
９０８ 高周波スイッチ
９０９ 可変利得増幅器
９１０ 送信ミキサ
９１１ 低域通過フィルタ
９１２ 可変利得増幅器
９１３ 直交変調器
９１４ 低域通過フィルタ
９１５ 低域通過フィルタ
９１６ 同相ベースバンド入力端
９１７ 直交ベースバンド入力端
９１８ 第１局部発振器
９１９ 低雑音増幅器
９２０ 低雑音増幅器
９２１ 受信ミキサ
９２２ 受信ミキサ
９２３ 中間周波フィルタ
９２４ 中間周波フィルタ
９２５ 中間周波スイッチ
９２６ 可変利得増幅器
９２７ 直交復調器
９２８ 低域通過フィルタ
９２９ 低域通過フィルタ
９３０ 同相ベースバンド出力端
９３１ 直交ベースバンド出力端
９３３ 第２局部発振器
９３６ 分周部
９５１ 分周器
９５２ 分周器
９５３ 分周器
９５４ 分周器
９５５ スイッチ
９５６ スイッチ

Claims (22)

  1. 局部発振器の出力を分周して第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号を出力する第１の分周器と、
    前記第１の同相局部発振信号出力に接続され、前記第１の同相局部発振信号を分周して第２の同相局部発振信号と第２の直交局部発振信号を出力する第２の分周器と、
    前記第１の同相局部発振信号と前記第１の直交局部発振信号の位相差を９０度に保つ位相補正手段と、
    を備える分周回路。
  2. 局部発振器の出力を分周して第１の同相局部発振信号と第１の直交局部発振信号を出力する第１の分周器と、
    前記第１の直交局部発振信号出力に接続され、前記第１の直交局部発振信号を分周して第２の同相局部発振信号と第２の直交局部発振信号を出力する第２の分周器と、
    前記第１の同相局部発振信号と前記第１の直交局部発振信号の位相差を９０度に保つ位相補正手段と、
    を備える分周回路。
  3. 前記位相補正手段は、前記第１の直交局部発振信号出力に接続され、前記第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を含む請求項１に記載の分周回路。
  4. 前記位相補正手段は、前記第１の同相局部発振信号出力に接続され、前記第２の分周器と等しい入力インピーダンスを有するダミー回路を含む請求項２に記載の分周回路。
  5. 前記ダミー回路が、抵抗とコンデンサを含む回路である請求項３又は４に記載の分周回路。
  6. 前記ダミー回路が、前記第２の分周器の入力増幅器と同じ増幅器である請求項３又は４に記載の分周回路。
  7. 前記ダミー回路が、前記第２の分周器の入力増幅器の一部分と同じ回路である請求項３又は４に記載の分周回路。
  8. 前記入力増幅器と前記ダミー回路の電流を制御する制御部を備えた請求項６に記載の分周回路。
  9. 前記位相補正手段は、前記第１の分周器の同相出力増幅器と前記第１の分周器の直交出力増幅器との電流を制御する制御部を含む請求項１又は２に記載の分周回路。
  10. 前記位相補正手段は、前記第１の直交局部発振信号出力に接続されたダミー回路と前記第１の分周器の同相出力増幅器と前記第１の分周器の直交出力増幅器との電流を制御する制御部を含む請求項１に記載の分周回路。
  11. 前記位相補正手段は、前記第１の同相局部発振信号出力に接続されたダミー回路と、前記第１の分周器の同相出力増幅器と前記第１の分周器の直交出力増幅器との電流を制御する制御部とを含む請求項２に記載の分周回路。
  12. 前記ダミー回路が、抵抗とコンデンサを含む回路である請求項１０又は請求項１１に記載の分周回路。
  13. 前記ダミー回路が、前記第２の分周器の入力増幅器と同じ回路構成を有する請求項１０又は１１に記載の分周回路。
  14. 前記ダミー回路が、前記第２の分周器の入力増幅器の一部分と同じ回路構成を有する請求項１０又は１１に記載の分周回路。
  15. 前記入力増幅器と前記ダミー回路の電流を制御する制御部を備えた請求項１３に記載の分周回路。
  16. 請求項１ないし１５のいずれか記載の分周回路を具備するマルチモード無線機。
  17. 前記第１の分周器に局部発振信号を出力する局部発信器と、
    前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、同相ベースバンド送信信号及び直交ベースバンド送信信号を直交変調して第１の周波数を有する第１の送信信号を出力する第１の直交変調器と、
    前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、前記同相ベースバンド送信信号及び前記直交ベースバンド送信信号を直交変調して第２の周波数を有する第２の送信信号を出力する第２の直交変調器と、
    を具備する請求項１６に記載のマルチモード無線機。
  18. 前記第２の分周器、前記第１の直交変調器及び前記第２の直交変調器に接続され、前記第１の送信信号を送信するモードと前記第２の送信信号を送信するモードとを切り替える制御部を具備する請求項１７に記載のマルチモード無線機。
  19. 前記第１の分周器に局部発振信号を出力する局部発信器と、
    前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、第１の周波数を有する第１の受信信号を直交復調して同相ベースバンド受信信号及び直交ベースバンド受信信号を出力する第１の直交複調器と、
    前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、第２の周波数を有する第２の受信信号を直交復調して前記同相ベースバンド受信信号及び前記直交ベースバンド受信信号を出力する第２の直交複調器と、
    を具備する請求項１６に記載のマルチモード無線機。
  20. 前記第２の分周器、前記第１の直交複調器及び第２の直交複調器に接続され、前記第１の受信信号を受信するモードと前記第２の受信信号を受信するモードとを切り替える制御部を具備する請求項１９に記載のマルチモード無線機。
  21. 前記第１の分周器に局部発振信号を出力する局部発信器と、
    前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、同相ベースバンド送信信号及び直交ベースバンド送信信号を直交変調して第１の周波数を有する第１の送信信号を出力する第１の直交変調器と、
    前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、同相ベースバンド送信信号及び直交ベースバンド送信信号を直交変調して第２の周波数を有する第２の送信信号を出力する第２の直交変調器と、
    前記第１の同相局部発振信号及び前記第１の直交局部発振信号が入力され、前記第１の周波数を有する第１の受信信号を直交復調して同相ベースバンド受信信号及び直交ベースバンド受信信号を出力する第１の直交複調器と、
    前記第２の同相局部発振信号及び前記第２の直交局部発振信号が入力され、前記第２の周波数を有する第２の受信信号を直交復調して前記同相ベースバンド受信信号及び前記直交ベースバンド受信信号を出力する第２の直交複調器と、
    を具備する請求項１６に記載のマルチモード無線機。
  22. 前記第２の分周器、前記第１の直交変調器、前記第２の直交変調器、前記第１の直交複調器及び前記第２の直交複調器に接続され、前記第１の送信信号を送信して前記第１の受信信号を受信するモードと、前記第２の送信信号を送信して前記第２の受信信号を受信するモードとを切り替える制御部を具備する請求項２１に記載のマルチモード無線機。
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