JP2006525732A

JP2006525732A - 多段周波数変換

Info

Publication number: JP2006525732A
Application number: JP2006506927A
Authority: JP
Inventors: マルク、エル．イェー．ブレミングス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2006-11-09
Also published as: EP1623499A1; WO2004100355A1; US8032105B2; US20070037543A1; CN1784826A; CN1784826B

Abstract

多段周波数（ダウン）変換を使用して無線周波信号（１０）を周波数ダウン変換するための受信機。少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる中心周波数を有する無線周波信号（１０）は、第１の周波数を有する第１の混合信号（１１）を生成するための発振手段（２０）を備える。また、分周器（２２）は第２の混合信号（１３）を第１の混合信号から取り出すように構成されている。受信機は更に、第１の混合信号（１１）を使用して無線周波信号（１０）を第１のより低い周波数信号（１５）へダウン変換するように構成された第１のミキサと、第２の混合信号（１３）を使用して第１の低周波数信号を第２のより低い周波数信号（１８）へダウン変換するように構成された第２のミキサとを備える。この受信機では、分周器の分周係数、および中心周波数と第１の周波数との割合が、少なくとも２つの周波数帯の１つによって決定される。同様に、送信機は、多段周波数（アップ）変換を使用することによって無線周波信号（５３）を送信できる。

Description

本発明は、多段周波数変換を使用する受信機に関する。本発明は更に、多段周波数変換を使用する送信機、およびそのような受信機および送信機を備える送受信機に関する。また、本発明は、無線周波信号の多段周波数変換の方法にも関する。

多段周波数変換を使用する受信機は、米国特許第６２８２４１３Ｂ１号から知られている。そこに示されているのは、２つの分離周波数ダウン変換段を使用する無線周波信号をダウン変換する受信機である。これら段の各々は、ミキサを備える。これらのミキサによって使用される対応する混合信号は、同調発振器によって生成される。しかし、このような同調型局部発振器の同調範囲自体が限定されているため、対応する受信帯域幅、即ち受信機が信号を受取ることができる帯域幅も限定される。

このため、少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる中心周波数を有する無線周波数信号を受信するための受信機は、
第１の周波数を有する第１の混合信号を生成するための発振手段と、
第１の混合信号から第２の混合信号を取り出すためように構成された分周器と、
第１の混合信号を使用して、無線周波信号を第１のより低い周波数信号へダウン変換するように構成された第１のミキサと、
第２の混合信号を使用して、第１の低周波数信号を第２のより低い周波数信号へダウン変換するように構成された第２のミキサとを備え、
分周器の分周係数（ｄｉｖｉｓｉｏｎｆａｃｔｏｒ）および中心周波数と第１の周波数との割合が、少なくとも２つの周波数帯の１つによって決定される。

特許請求の範囲に記載されるように、本発明では、第１の混合信号の周波数と搬送周波数などの中心周波数との割合は、中心周波数を含む周波数帯によって決定される。本発明によれば、発振手段は第１の混合信号を生成するように構成される。第２の混合信号は、やはり中心周波数を含む周波数帯によって決定される分周係数を有する分周器を使用することによって第１の信号から取り出される。従って、混合信号の周波数はもはや一定ではなく、中心周波数に応じて可変的に作られる。これにより、受信帯域は、発振手段の対応する同調範囲を増大させる必要なく、有利には増大され得る。加えて、ある受信帯域が与えられると、本発明は、そのような受信帯域幅を縮小することなく、有利には発振手段の同調範囲を縮小するために使用され得る。

本発明による別の実施形態では、受信機は、Ｉ／Ｑ信号などの直交信号のダウン変換に使用され得る第２の混合信号の位相をシフトするための位相器を備える。

本発明のこれらおよびその他の態様は、以下の図面を使用して更に明らかにされるであろう。

図１は、無線ＬＡＮアプリケーションに使用される幾つかの周波数帯を例として示している。観察され得るように、幾つかの周波数帯は他の周波数帯と隣接している。たとえば、米国ＷＬＡＮおよび米国における自動車テレマティックス（ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｌｅｍａｔｉｃｓ）用周波数帯を参照されたい。

図２は本発明による受信機を示している。図示されているのは、第１のより低い周波数信号１５から不要なスペクトル成分を除去するための低域フィルタ１４を介して結合された第１および第２のミキサ１２および１６である。受信機は更に、第１の混合信号を生成するためのＰＬＬまたは自励発振器を含むことができる発振手段２０を備える。この実施形態は更に、第１の混合信号１１から第２の混合信号１３を取り出すための分周器２２を備える。分周器の分周係数および第１の混合信号１１の周波数と中心周波数との割合はどちらも、中心周波数を含む周波数帯に依存している。中心周波数という表現は、搬送周波数も含むことに留意されたい。達成可能な同調範囲の削減を以下に示す。例として、第１の混合信号１１の周波数は、搬送周波数に対してＮ／（Ｎ＋１）の割合を有する。分周器２２は分周係数Ｎを有する。従って、第２の混合信号の周波数は、中心周波数の１／（Ｎ＋１）倍に等しい。Ｎは任意の整数と仮定することができる。Ｎ＝２の場合、第１の混合信号は中心周波数の２／３倍の周波数を有し、一方第２の混合信号は中心周波数の１／３倍の周波数を有することになる。表１では、同調範囲がＮの異なる値に対して計算されている。しかしながら、Ｎは４９００〜５９２５ＭＨｚにわたる全受信帯域幅に対して一定である。発振手段２０の同調範囲は、（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）／（（Ｆｍａｘ＋Ｆｍｉｎ）／２）＊１００％と計算され得る相対帯域幅（％）によって表される。

表２では、Ｎの値は中心周波数を含む周波数帯に依存してもたらされる。

この場合では、発振手段２０は、３５１１〜３９５０ＭＨｚの周波数範囲をカバーすることが必要なだけである。これは第１の状況と比較して約１／１．５（１．５ｔｉｍｅｓｌｏｗｅｒ）である１１．８％の同調範囲を表す。上記の例では第１の周波数と中心周波数との割合はＮ／（Ｎ＋１）に等しいが、他の割合および分周係数も同様に可能である。たとえばゼロＩＦ受信機の場合、第１の混合信号１１の周波数と入力信号１０の中心周波数とのＮ／（Ｎ−１）の割合も同様に使用できる。この場合、分周係数Ｎを有する分周器２２を使用することにより、第２の混合信号１３の周波数は中心周波数の１／（Ｎ−１）倍となる。一般に、ゼロＩＦの場合、混合信号１１および１３の周波数の合計は中心周波数に等しくなければならない。しかし非ゼロＩＦの場合には、割合および分周係数は、混合信号１１および１３の周波数の合計が中心周波数と等しくならないように選ばれるべきである。

図３は、たとえばＩ−Ｑデモジュレータで使用される直交信号のダウン変換用にミキサ３０および３２が使用されている本発明による受信機の一実施形態を示している。直交信号をダウン変換するために、受信機は第２の混合信号の位相をシフトするための位相器３４を備える。

図４は、本発明による送信機の一実施形態を示している。図示されているのは、より低い周波信号１０を無線周波数信号５３へアップ変換するためのミキサ５７および５９である。このために、ミキサ５７および５９は混合信号５４および５５を使用している。混合信号５４は、プログラム可能な分周係数を有する分周器６１を使用して混合信号５５から取り出される。混合信号５５は、たとえばＰＬＬに基づくことができる、または自励発振器を使用することができる発振手段５６を使用して生成される。分周器６１の分周係数、および混合信号５５の周波数と信号５３の中心周波数との割合は、中心周波数を含む周波数帯によって等しく決定される。

図５は、送信機６１および受信機６２を備えた送受信機６４を示している。受信機６２は、アンテナ６７から入力信号１０を受信し、ゼロＩＦまたはニア・ゼロＩＦ（ｎｅａｒｚｅｒｏ−ＩＦ）信号の何れかであることができるより低い周波数信号１８へと入力信号１０を周波数ダウン変換する。信号６５は、処理手段６３で処理された後でより低い周波数信号１８から得られる。処理手段６０は、より低い周波数信号５０へと処理信号６６を処理する。この信号はその後、送信機６１を使用して周波数アップ変換され、アンテナ６７を介して送信される。

図６は、多段周波数変換を使用して信号１０を周波数ダウン変換するための４つのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４を含むフローチャートを示している。ステップＳ１で、中心周波数に対してある割合を有する第１の混合信号１１が生成され、この割合は中心周波数を含む少なくとも２つの周波数帯の１つによって決定される。ステップＳ２で、第２の混合信号１３は、少なくとも２つの周波数帯の１つによって決定される分周係数を有する分周器２２を使用することによって第１の混合信号から取り出される。ステップＳ３で、無線周波信号１０は、第１の混合信号を使用して第１のより低い周波数信号へダウン変換される。最後にステップＳ４で、第１のより低い周波数信号は、第２の混合信号１３を使用して第２のより低い周波数信号１８へ周波数ダウン変換される。

上記実施形態は、本発明を限定するものではなく例を示すものであり、添付の請求項の範囲から逸脱することなく当業者が多くの代替実施形態を設計できるであろうことに留意されたい。これらの実施形態は、アナログ部品およびデジタル部品を使用してアナログ・ドメインまたはデジタル・ドメインの何れかで実現され得る。「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、特許請求の範囲に記載されているもの以外の要素あるいはステップの存在を除外するものではない。要素に先行する「ａ」あるいは「ａｎ」という語は、複数のそのような要素の存在を除外するものではない。単にある手段が互いに異なる従属特許請求の範囲において列挙されているということだけでは、これらの手段の組合せが有効に使用できないということを示すものではない。

無線ＬＡＮアプリケーションに使用される周波数範囲の幾つかの例を示す図である。本発明による受信機の第１の実施形態を示す図である。本発明による受信機の第２の実施形態を示す図である。本発明による送信機の一実施形態を示す図である。本発明による送受信機の一実施形態を示す図である。本発明による多段周波数変換のためのステップを示すフローチャートである。

Claims

少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる中心周波数を有する無線周波信号を受信するための受信機であって、
第１の周波数を有する第１の混合信号を生成するための発振手段と、
前記第１の混合信号から第２の混合信号を取り出すように構成された分周器と、
前記第１の混合信号を使用して前記無線周波信号を第１のより低い周波数信号へダウン変換するように構成された第１のミキサと、
前記第２の混合信号を使用して前記第１の低周波数信号を第２のより低い周波数信号へダウン変換するように構成された第２のミキサとを備え、
前記分周器の分周係数、および前記中心周波数と前記第１の周波数との割合が少なくとも２つの周波数帯の前記１つによって決定される、受信機。
前記受信機が、前記第２の混合信号の位相をシフトするための位相器を備える、請求項１に記載の受信機。
少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる中心周波数を有する無線周波信号を送信するための送信機であって、
第２の周波数を有する第２の混合信号を生成するための発振手段と、
前記第２の混合信号から第１の混合信号を取り出すように構成された分周器と、
前記第１の混合信号を使用してより低い周波数信号をより高い周波数信号へアップ変換するように構成された第１のミキサと、
前記第１の第２の信号を使用して前記より高い周波数信号を無線周波信号へアップ変換するように構成された第２のミキサとを備え
前記分周器の分周係数、および前記中心周波数と前記第１の周波数との割合が少なくとも２つの周波数帯の前記１つによって決定される、送信機。
少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる中心周波数を有する無線周波信号を受信できる受信機を備える送受信機であって、前記受信機が
第１の周波数を有する第１の混合信号を生成するための発振手段と、
前記第１の混合信号から第２の混合信号を取り出すように構成された分周器と、
前記第１の混合信号を使用して前記無線周波数信号を第１のより低い周波数信号へダウン変換するように構成された第１のミキサと、
前記第２の混合信号を使用して前記第１の低周波数信号を第２のより低い周波数信号へダウン変換するように構成された第２のミキサとを備え、
前記分周器の分周係数、および前記中心周波数と前記第１の周波数との割合が少なくとも２つの周波数帯の前記１つによって決定される、送受信機。
前記少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる第２の中心周波数を有する第２の無線周波信号を送信できる送信機を備え、前記送信機が
第３の周波数を有する第３の混合信号を使用してより低い周波数信号をより高い周波数信号へアップ変換するように構成された第３のミキサと、
第４の混合信号を使用して前記より高い周波数信号を前記無線周波信号へアップ変換するように構成された第４のミキサとを備える、請求項４に記載の送受信機。
前記発振手段が更に、第３の周波数を有する前記第４の混合信号を生成するように構成され、前記送受信機が更に、前記第４の混合信号から前記第３の混合信号を取り出すために第２の分周器を備え、前記第２の分周器の第２の分周係数、および前記第２の中心周波数と前記第３の周波数との第２の割合が少なくとも２つの周波数帯の前記１つによって決定される、請求項５に記載の送受信機。
前記第１の混合信号が前記第３の混合信号に等しく、前記第２の混合信号が前記第４の混合信号に等しい、請求項６に記載の送受信機。
少なくとも２つの周波数帯の１つに含まれる中心周波数を有する無線周波信号を受信する方法であって、
少なくとも２つの周波数帯の前記１つによって決定される、前記中心周波数に対する割合を有する第１の混合信号を生成するステップと、
前記中心周波数を含む少なくとも２つの周波数帯の前記１つによって決定される分周係数を有する分周器を使用することによって前記第１の混合信号から第２の混合信号を取り出すステップと、
前記第１の混合信号を使用して前記無線周波信号を第１のより低い周波数信号へダウン変換するステップと、
前記第２の混合信号を使用して前記第１のより低い周波数信号を第２のより低い周波数信号へダウン変換するステップとを含む、方法。