JP2007180806A - 無線受信装置、無線通信装置及び無線携帯端末機器 - Google Patents

Abstract

【課題】受信感度特性が劣化することなく耐妨害波特性の改善が可能な無線受信装置、無線通信装置及び無線携帯端末機器を提供する。
【解決手段】無線通信装置１００の無線受信装置１００Ｂは、希望波と妨害波が含まれた無線信号を２方向に分配する方向性結合器１と、方向性結合器１により分配された一方の信号から妨害波成分を抽出して出力するバンドパスフィルタ４と、バンドパスフィルタ４の出力信号のレベルを増幅する増幅器５と、増幅器５の出力信号の位相を１８０度シフトさせる位相器６と、位相器６の出力信号と方向性結合器１のもう一方の信号とを合成する合成器３とを備えており、希望波と妨害波が含まれた無線信号と、妨害波の位相を１８０度シフトさせた無線信号とを合成し、妨害波をキャンセルさせて希望波のみの無線信号を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線受信装置、無線通信装置及び無線携帯端末機器に係り、特に受信感度特性と耐妨害波特性に優れた無線受信装置、これを備えた無線通信装置及び無線携帯端末機器に関する。

従来、良好な受信感度特性と耐妨害波特性の低減とを同時に満たすことができる無線システムを実現するために、様々な方策が提案されている。例えば、良好な受信感度特性と耐妨害波特性の低減を同時に満たすことができる受信機として、特許文献１に記載のものが知られている。

即ち、この受信機では、第１および第２高周波フィルタ素子を内蔵した高周波フィルタ部品を用いており、高周波アンプの前段に第１高周波フィルタ素子を接続し、高周波アンプの後段に第２高周波フィルタ素子を接続する構成としたものである。
次に、この受信機の構成および動作について、図１０を用いて具体的に説明する。この受信機は、第１高周波フィルタ素子１０１と、第２高周波フィルタ素子１０２と、高周波フィルタ部品１０３と、第１外部端子１０４と、第２外部端子１０５と、第３外部端子１０６と、第４外部端子１０７と、高周波アンプ１０８と、ミキサ１０９と、局部発振器１１０と、復調回路１１１と、アンテナ端子１１２と、中間周波数フィルタ１１３とを備えている。

この受信機では、アンテナ端子１１２に入力された高周波信号が、高周波フィルタ部品１０３に設けられた第１外部端子１０４に入力する。この第１外部端子１０４は、高周波フィルタ部品１０３に内蔵された第１高周波フィルタ素子１０１の一方の入出力端子に接続されており、前記高周波信号は第１高周波フィルタ素子１０１でイメージ周波数成分や他の妨害波成分の一部が除去され、第１高周波フィルタ素子１０１の他方の入出力端子に接続された第２外部端子１０５より出力される。この外部端子１０５の出力は、高周波アンプ１０８で増幅され、高周波フィルタ部品１０３に設けられた第３外部端子１０６に入力される。第３外部端子１０６は、高周波フィルタ部品１０３に内蔵された第２高周波フィルタ素子１０２の一方の入出力端子に接続されており、第２高周波フィルタ素子１０２でイメージ周波数成分や他の妨害波成分をさらに除去し、第２高周波フィルタ素子１０２の他方の入出力端子に接続された第４外部端子１０７より出力される。そして第４外部端子１０７の出力と局部発振器１１０の出力がミキサ１０９でミキシングされ、中間周波数信号に変換される。この中間周波数信号は、中間周波数フィルタでチャンネル選択され、復調回路１１１で復調動作が行われる。

この特許文献１に記載の受信機では、高周波アンプ１０８の前後に第１高周波フィルタ素子１０１および第２高周波フィルタ素子１０２を接続している。
ここで、第１高周波フィルタ素子１０１の役割は、高周波アンプ１０８に大きな妨害波信号が入力しないように不要成分を減衰させることである。例えば、妨害波周波数成分に対して３０ｄＢの減衰量を得る必要がある。一方、第２高周波フィルタ素子１０２の役割は、主としてミキサ１０９への入力信号のうち、イメージ周波数付近の成分を減衰させることである。イメージ周波数の成分は、第１高周波フィルタ素子１０１でも減衰されるため、第２高周波フィルタ素子１０２と合わせて必要な減衰量が得られればよい。ここでは、それぞれ３０ｄＢの減衰量として、合計６０ｄＢの減衰量を得ることができる。受信機として妨害波特性を確保することを考えると、イメージ周波数の成分に対しては大きな減衰量が必要であるが、他の妨害波周波数成分に対しては高周波アンプ１０８で歪みが発生しなければよく、必要とされる減衰量は比較的小さい。

ところで、高周波アンプ１０８の前段に損失があると、受信信号のＳ／Ｎ比が悪化して感度劣化が生じる。そのため、高周波アンプ１０８の前段の損失は極力小さくしたい。つまり、第１高周波フィルタ素子１０１の損失を小さくする必要がある。先述したように、高周波アンプ１０８の前段に設けた第１高周波フィルタ素子１０１の減衰量は比較的小さくてもよいため、通過帯域の損失を小さくできる。ところが、第１高周波フィルタ素子１０１だけではイメージ周波数成分の減衰量が不足であるから、第２高周波フィルタ素子１０２によりさらにイメージ周波数成分を減衰する。これにより、高周波アンプ１０８の後段に設けられた第２高周波フィルタ素子１０２によるＳ／Ｎ比の悪化は小さくなるため、感度劣化への影響は小さい。

さらに、受信アンプ１０８の後段にイメージ周波数成分を減衰する第２高周波フィルタ素子１０２を設けたことにより、高周波アンプ１０８で発生したイメージ周波数のノイズ成分を除去できる。これにより、第２高周波フィルタ素子１０２がない場合に比べて約３ｄＢの感度が改善される。そして、第１および第２高周波フィルタ素子１０１、１０２の通過帯域の損失をそれぞれ２．５ｄＢとすると、前記２つのフィルタを高周波アンプ１０８の前段に配置した場合に比べて、この特許文献１に記載の受信機では、約５．５ｄＢの感度改善が図れる。しかも、第１高周波フィルタ素子１０１により妨害波に対して必要な減衰量を確保できるため、感度特性の向上と妨害波特性の低減とを同時に実現できる。

このように、特許文献１に記載の受信機では、第１高周波フィルタ素子１０１および第２高周波フィルタ素子１０２が高周波フィルタ部品１０３に内蔵されており、それぞれの入出力端子が第１，第２，第３および第４外部端子１０４，１０５，１０６，１０７に接続されている。そのため高周波フィルタを小型に構成することができ、機器の小型化を図ることができる。
特開平１１−１３６１５１号公報

ところで、希望波の近傍に妨害波があるときは、高周波フィルタ素子には急峻な減衰特性が求められる。ところが、一般に、減衰特性を急峻にするとフィルタ通過帯域の挿入損失は大きくなり、フィルタ通過帯域の挿入損失を小さくすると減衰特性が緩くなるという関係がある。従って、特許文献１に記載のような受信機では、挿入損失が大きくなるため、Ｓ／Ｎ比が劣化し、感度特性も劣化する問題がある。

また、特許文献１に記載のような従来の受信機を備えた無線システムによっては、高周波アンプ１０８が過入力となってアンプ入出力が歪んでしまい、希望波が歪により劣化する可能性がある。そのため第１高周波フィルタ素子１０１の減衰量を大きくして、高周波アンプ１０８が歪まないようにする必要がある。そうなると、第１高周波フィルタ素子１０１の挿入損失も大きくなるため、希望波すなわち信号レベルＳが小さくなるのでＳ／Ｎ比が劣化して受信感度特性が劣化する問題がある。

また、広帯域な変調信号を用いた無線システムでは、フィルタの通過帯域も広帯域にする必要がある。ここで、一般的に、フィルタの通過帯域と通過損失はトレードオフの関係にあり、通過帯域を広帯域にすると挿入損失が大きくなる。よって、従来の広帯域な変調信号を用いた無線システムでは、挿入損失が大きくなるためＳ／Ｎ比が劣化し、感度特性も劣化する問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、受信感度特性が劣化することなく耐妨害波特性の改善が可能な無線受信装置、無線通信装置及び無線携帯端末機器を提供することを目的とする。

本発明の無線受信装置は、必要な希望波と不要な妨害波が含まれた無線信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した信号を２方向に分配する分配手段と、前記分配された信号のうち一方の信号から前記受信信号に含まれる前記妨害波を抽出する第１抽出手段と、前記第１抽出手段から出力された信号の位相をシフトさせる位相調整手段と、前記分配されたもう一方の信号に遅延を与える遅延付加手段と、前記位相調整手段の出力信号と前記遅延付加手段の出力信号とを合成する合成手段と、第１局部発振信号を生成する第１局部発振信号生成手段と、前記第１局部発振手段の出力信号と前記合成手段からの出力信号の周波数乗算を行う第１周波数乗算手段と、前記第１周波数乗算手段の出力信号から前記希望波を抽出する第２抽出手段と、第２局部発振信号を生成する第２局部発振信号生成手段と、前記第２抽出手段の出力信号と前記第２局部発振手段の出力信号との直交復調を行う直交復調手段とを備える。この構成によれば、希望波と妨害波が含まれた無線信号と、妨害波の位相を１８０度シフトさせた無線信号とを合成するので、妨害波はキャンセルされ、希望波のみの無線信号を得ることができる。

また、本発明の無線受信装置は、必要な希望波と不要な妨害波が含まれた無線信号を受信し受信した信号を２方向に分配する平衡型アンテナと、前記平衡型アンテナで分配された信号のうち一方の信号から前記受信信号に含まれる前記妨害波を抽出する第１抽出手段と、前記第１抽出手段から出力された信号の位相をシフトさせる位相調整手段と、前記分配されたもう一方の信号に遅延を与える遅延付加手段と、前記位相調整手段の出力信号と前記遅延付加手段の出力信号とを合成する合成手段と、第１局部発振信号を生成する第１局部発振信号生成手段と、前記第１局部発振手段の出力信号と前記合成手段からの出力信号の周波数乗算を行う第１周波数乗算手段と、前記第１周波数乗算手段の出力信号から前記希望波を抽出する第２抽出手段と、第２局部発振信号を生成する第２局部発振信号生成手段と、前記第２抽出手段の出力信号と前記第２局部発振手段の出力信号との直交復調を行う直交復調手段とを備える。

また、本発明の無線受信装置は、必要な希望波と不要な妨害波が含まれた無線信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した信号を２方向に分配するバランと、前記分配された信号のうち一方の信号から前記受信信号に含まれる前記妨害波を抽出する第１抽出手段と、前記分配されたもう一方の信号に遅延を与える遅延付加手段と、前記第一抽出手段の出力信号と前記遅延付加手段の出力信号とを合成する合成手段と、第１局部発振信号を生成する第１局部発振信号生成手段と、前記第１局部発振手段の出力信号と前記合成手段からの出力信号の周波数乗算を行う第１周波数乗算手段と、前記第１周波数乗算手段の出力信号から前記希望波を抽出する第２抽出手段と、第２局部発振信号を生成する第２局部発振信号生成手段と、前記第２抽出手段の出力信号と前記第２局部発振手段の出力信号との直交復調を行う直交復調手段とを備える。

また、本発明の無線受信装置は、前記第１抽出手段から出力された信号を増幅する第１増幅手段と、前記合成手段の出力信号を増幅する第２増幅手段とを備える。

また、本発明の無線受信装置は、前記分配手段が方向性結合器である。

また、本発明の無線受信装置は、前記第１抽出手段がバンドストップフィルタである。

また、本発明の無線受信装置は、前記直交復調手段の出力信号の振幅に基づいて、前記受信信号の受信電力値を算出する受信電力算出手段と、前記合成手段の後段に配置され、前記受信信号を前記受信電力値に応じて増幅する可変利得増幅手段とを備える。

また、本発明の無線受信装置は、前記分配手段、前記第１抽出手段、前記位相調整手段、前記遅延付加手段及び前記合成手段が、一体的にまとめてモジュール化又はＩＣ化してある。

本発明の無線通信装置は、上記の何れかに記載の無線受信装置と、変調信号を生成する変調信号生成手段と、第３局部発振信号を生成する第３局部発振信号生成手段と、前記第３局部発振信号を用いて前記変調信号に直交変調を行う直交変調手段と、第４局部発振信号を生成する第４局部発振信号生成手段と、前記直交変調手段から出力の変調信号に前記第４局部発振信号を周波数乗算する第２周波数乗算手段と、前記周波数乗算された信号から必要な希望波を抽出する第３抽出手段とを備える無線送信装置とを備える。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線受信装置に、前記第１増幅手段の電源を制御する電源制御手段を備える。

また、本発明の無線通信装置は、前記無線送信装置に、前記第３抽出手段から出力された信号を増幅する第３増幅手段と、前記第３増幅手段で増幅した前記信号から前記希望波を抽出する第４抽出手段とを備える。

また、本発明の無線通信装置は、上記の何れかに記載の無線受信装置と、上記の何れかに記載の無線送信装置と、アンテナから前記無線受信装置が受信する受信信号を抽出し、かつ前記無線送信装置が送信する送信信号を前記アンテナへ出力する手段とを備える。

本発明の無線携帯端末機器は、上記の何れかに記載の無線通信装置を具備する。

本発明によれば、希望波と妨害波が含まれた無線信号と、妨害波の位相を１８０度シフトさせた無線信号とを合成することにより、フィルタの減衰特性に依存することなく妨害波のみをキャンセルすることができるので、受信感度特性を劣化させることなく耐妨害波特性を改善できる無線受信装置、無線通信装置及び無線携帯端末機器を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は本実施形態に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図であり、この無線通信装置１００は、アンテナ１００Ａおよび無線受信装置１００Ｂを備える。

このうち、アンテナ１００Ａでは、図示外の基地局装置から送信された無線信号（この無線信号には、必要な希望波のほかに、不要な妨害波（非希望波）が含まれている）を受信する無線信号を受信するものであり、この受信された無線信号は、無線受信装置１００Ｂの後述する方向性結合器１へ与えられる。

一方、無線受信装置１００Ｂは、方向性結合器１と、遅延補正器２と、合成器３と、バンドパスフィルタ４と、増幅器５と、位相器６と、低雑音増幅器７と、乗算器８と、バンドパスフィルタ９と、増幅器１０と、直交復調器１１と、基準信号発振器１２と、局部発振部１３と、局部発振部１４と、受信ベースバンド部１５とを備える。

方向性結合器１は、アンテナにて受信した受信信号を２方向に分配する分配手段を構成するものであり、本実施形態では、受信信号を希望波ブランチおよび妨害波ブランチという２つのルートに分配する。このうち、希望波ブランチでは、方向性結合器１の出力信号を遅延補正器２へ与える。

遅延補正器２は、方向性結合器１により分配されたもう一方の信号に遅延を与えて出力する遅延付加手段を構成するものであり、方向性結合器１からの出力信号を入力すると、遅延を補正した後、合成器３へ与える。

一方、妨害波ブランチでは、バンドパスフィルタ４は、方向性結合器１にて分配された信号を入力すると、この信号から（不要な妨害波信号に対応する）妨害波成分のみを抽出する。このバンドパスフィルタ４が第１抽出手段を構成する。この抽出された妨害波成分は、第１増幅手段を構成する増幅器５にて増幅された後、この増幅器５から出力された信号の位相をシフトさせる位相調整手段を構成する位相器６へ入力される。位相器６に入力した妨害波成分は、位相を１８０度シフトされた後、合成器３へ与えられる。

合成器３は、希望波ブランチと妨害波ブランチから入力されたそれぞれの信号を合成するものであり、具体的には、位相器６の出力信号と遅延補正器２の出力信号とを合成する。

低雑音増幅器７は、合成器３で合成された無線信号を増幅させた後、乗算器８へ出力する。

乗算器８は、第１周波数乗算手段を構成しており、低雑音増幅器７の出力信号と、局部発振部１３により発せられた第１局部発振信号を用いて周波数乗算を行う。なお、局部発振部１３は、基準信号発振器１２により発せられる基準信号を用いて、第１局部発振信号を発振する。

バンドパスフィルタ９は、第２抽出手段を構成するものであり、乗算器８にて周波数変換された信号から所望の周波数帯域の信号、つまり希望波のみ抽出する。増幅器１０は、第２増幅手段を構成するものであり、バンドパスフィルタ９により抽出された信号を増幅させた後、直交復調器１１に出力する。

直交復調器１１は、増幅器１０から出力された信号と局部発振部１４から出力された第２局部発振信号とを用いて直交復調を行い、（第１）受信ベースバンド部１５へ与える。なお、局部発振部１４は、基準信号発信器１２により発せられる基準信号を用いて、第２局部発振信号を発信するものであり、第２局部発振信号生成手段を構成する。

次に、無線通信装置１００の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、図２は、無線通信装置１００における各信号の周波数特性を示す特性図であり、（Ａ）〜（Ｅ）は、図１において対応するアルファベットが付加された部分での信号の周波数特性を示したものである。なお、アンテナ１００Ａにて受信された無線信号Ａは、図２（Ａ）に示す希望波αと妨害波βを含んだ信号とする。

この無線信号Ａは、方向性結合器１にて分配され、一方は希望波ブランチ、他方は妨害波ブランチへと出力される。ここで、方向性結合器１は、挿入損失を小さく設計することが可能であり、希望波ブランチへ出力される際の挿入損失は、コンマ数ｄＢ程度とする。よって、希望波ブランチの信号Ｂは、図２（Ｂ）に示すように信号レベルの劣化がほとんどない信号となる。

妨害波ブランチへ出力された信号は、バンドパスフィルタ４にて妨害波成分が抽出される。この抽出された信号Ｃは、方向性結合器１による結合度損失、およびバンドパスフィルタ４による挿入損失により信号レベルが劣化し、図２（Ｃ）に示すように信号レベルが劣化した信号となる。
次いで信号Ｃは、増幅器５にて増幅され、位相器６にて位相が１８０度回転させられる。このときの信号Ｄは、図２（Ｄ）に示すように、信号Ｂと信号レベルが同じで、かつ、位相が１８０度シフトした信号となる。

一方、希望波ブランチへ出力された信号Ｂは、遅延により妨害波ブランチの信号Ｄと同じ位相波形とするため遅延補正器２にて遅延補正され、合成器３へ入力される。これは、妨害波ブランチの信号が、バンドパスフィルタ４や位相器６を通過する際に遅延が生じるため、希望波ブランチの信号Ｂも遅延を起こすような補正を行う必要があるからである。

そして合成器３にて、希望波信号ブランチの信号Ｂと妨害波信号ブランチの信号Ｄとを合成する。ここで、信号Ｂの妨害波成分と信号Ｄの妨害波成分とでは、位相差が１８０度あるので、合成することにより得られる信号Ｅは、図２（Ｅ）に示すように妨害波成分がキャンセルされ、希望波成分αのみを含んだ信号となる。

次いで、信号Ｅは、低雑音増幅器７にて増幅され、周波数変換器８へ入力する。周波数変換器８は、局部発振部１３により発せられた局部発振信号を用いて、低雑音増幅器７にて増幅された信号を周波数変換し、バンドパスフィルタ９へ出力する。
バンドパスフィルタ９は、乗算器８にて周波数変換された信号から所望の周波数帯域の信号のみ抽出する。また、このバンドパスフィルタ９により抽出された信号は、増幅器１０にて増幅された後、直交復調器１１に与えられる。
直交復調器１１では、増幅器１０から出力された信号と、局部発振部１４から出力された局部発振信号を用いて、直交復調を行い、受信ベースバンド部１５へ出力する。

従って、本実施形態によれば、無線受信装置１００へ入力された妨害波信号を、妨害波の入力レベルによらず完全に除去することができる。また、従来は低雑音増幅器の前段にフィルタを用いていたので、耐妨害波特性を改善するとフィルタの挿入損失が大きくなり、受信感度特性が劣化したが、本実施形態によれば、低雑音増幅器７の前段にフィルタを用いていないので、耐妨害波特性を改善しても受信感度特性の劣化が生じない。このように、本実施形態によれば、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線通信装置を実現することができる。

なお、本実施形態では、希望波ブランチの信号Ｂと妨害波ブランチの信号Ｄを合成する際に合成器３を用いたが、これ以外に、例えば方向性結合器をもちいて希望波ブランチ信号Ｂの損失をさらに小さくすることにより、さらに受信感度特性を改善することができる。また、無線受信装置１００Ｂの合成器３以降の構成を、スーパーヘテロダイン方式の構成としたが、その他の受信方式、例えばダイレクトコンバージョン方式やＬｏｗ−ＩＦ方式の構成としても、同様の効果を得ることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本実施形態に係る無線通信装置２００の構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置２００は、アンテナ１００Ａおよび無線受信装置２００Ｂを備えるが、このうち、無線受信装置２００Ｂは、第１の実施形態における無線通信装置１００の無線受信装置１００Ｂと比べて、方向性結合器１をバラン（balun）２１に変更した点、位相器６を削除した点が異なり、その他の構成は同様である。従って、以下の本実施形態では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、バランにより１８０度位相差の差動信号への変換が可能な点に着目し、前述したように、方向性結合器１をバラン２１に変更した。

次に、本実施形態の無線通信装置２００の動作について、図３を参照しながら説明する。
アンテナ１００Ａにて受信された無線信号Ａは、バラン２１にて分配され、一方は希望波ブランチ、他方は妨害波ブランチへと出力される。
このうち、妨害波ブランチへ出力された信号は、バンドパスフィルタ４にて妨害波成分が抽出される。次いで、信号Ｃは、増幅器５にて信号Ｂと同じレベルになるよう増幅される。一方、希望波ブランチへ出力された信号Ｂは、妨害波ブランチの信号Ｄと同じ遅延になるように遅延補正器２にて遅延補正され、合成器３へ入力される。

そして合成器３では、希望波信号ブランチの信号Ｂと妨害波信号ブランチの信号Ｄとを合成する。このとき、信号Ｂの２つの妨害波成分と信号Ｄの２つの妨害波成分とでは、位相が１８０度ずれているので、合成することにより得られる信号Ｅは、妨害波成分がキャンセルされ、希望波成分のみを含んだ信号となる。

このように、本実施形態によれば、位相器を用いずに複数の妨害波成分を除去することができ、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線通信装置２００を実現することができる。またバラン２１の挿入損失は一般的に小さく、受信感度特性の劣化を小さくすることができる。さらに、妨害波ブランチへの挿入損失は希望波ブランチの挿入損失と同じため、増幅器５に求められる利得の仕様を緩和できる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、第３の実施形態に係る無線通信装置３００の構成を示すブロック図である。この無線通信装置３００の無線受信装置３００Ｂは、第１の実施形態の無線通信装置１００の無線受信装置１００Ｂと比べて、アンテナ１００Ａを平衡アンテナ３００Ａに変更した点、位相器６を削除した点が異なり、その他の構成は同様である。したがって、以下の本実施形態では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態では、平衡アンテナの信号が１８０度位相差の差動信号である点に着目し、前述したように、アンテナを平衡アンテナ３００Ａに変更した。
平衡アンテナ３００Ａで受信した無線信号は、位相が０度と１８０度の１８０度位相差の差動信号となる。そして、一方は希望波ブランチ、他方は妨害波ブランチへと出力される。

このうち、妨害波ブランチへ出力された信号は、バンドパスフィルタ４にて妨害波成分が抽出される。次いで、増幅器５にて信号Ｂと同じレベルになるよう増幅されて信号Ｄとなる。
一方、希望波ブランチへ出力された信号Ｂは、妨害波ブランチの信号Ｄと同じ遅延になるように遅延補正器２にて遅延補正され、合成器３へ入力する。そして合成器３では、希望波信号ブランチの信号Ｂと妨害波信号ブランチの信号Ｄとを合成する。信号Ｂの２つの妨害波成分と信号Ｄの２つの妨害波成分とでは、位相が１８０度ずれているので、合成することにより得られる信号Ｅは、妨害波成分がキャンセルされ、希望波成分のみを含んだ信号となる。

このように、本実施形態によれば、位相器を用いずに複数の妨害波成分を除去することができ、受信感度特性と耐妨害波特性の双方に優れた無線通信装置３００を実現できる。また信号を分配するための方向性結合器およびバランを用いていないので、挿入損失による受信特性の劣化が生じないという利点がある。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図５は、第４の実施形態に係る無線通信装置４００の構成を示すブロック図である。この無線通信装置４００の無線受信装置４００Ｂは、第１の実施形態の無線通信装置１００の無線受信装置１００Ｂと比べて、バンドパスフィルタ４をバンドストップフィルタ４１に変更した点のみが異なり、その他の構成は同様である。従って、以下の本実施形態では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態では、複数の妨害波が入力された場合に着目し、前述したように、バンドパスフィルタをバンドストップフィルタ（特定の周波数だけを減衰させるフィルタ）４１に変更した。

次に、複数の妨害波が入力された場合の動作について、図５及び図６を用いて説明する。なお、図６は本実施形態の無線通信装置４００における各信号の周波数特性を示す特性図である。同図中（Ａ）〜（Ｅ）は、図５において対応するアルファベットが付加された部分の信号の周波数特性を示したものである。
アンテナ１００Ａにて受信された無線信号Ａは、図６（Ａ）に示す希望波αと２つの妨害波β１、β２を含んだ信号とすると、無線信号Ａは方向性結合器１にて分配され、一方は希望波ブランチ、他方は妨害波ブランチへと出力される。

このうち、妨害波ブランチへ出力された信号は、バンドストップフィルタ４１にて希望波成分αが除去され、２つの妨害波成分β１、β２が抽出される。そして、この抽出された信号Ｃは、方向性結合器１による結合度損失およびバンドストップフィルタ４１による挿入損失により、信号レベルが劣化し、図６（Ｃ）に示すように信号レベルが劣化した信号となる。
次いで信号Ｃは、増幅器５にて増幅され、位相器６にて位相が１８０度回転させられる。この信号Ｄは、図６（Ｄ）に示すように信号Ｂと信号レベルが同じで、かつ、位相が１８０度シフトした信号となる。

一方、希望波ブランチへ出力された信号Ｂは、図６（Ｂ）に示すように、妨害波ブランチの信号Ｄと同じ遅延になるように遅延補正器２にて遅延補正され、合成器３へ入力する。この合成器３では、希望波信号ブランチの信号Ｂと妨害波信号ブランチの信号Ｄとを合成する。ここで、信号Ｂ（図６（Ｂ）に示す）の２つの妨害波成分と信号Ｄ（図６（Ｄ）に示す）の２つの妨害波成分とでは、位相が１８０度シフトしているので、合成することにより得られる信号Ｅは、図６（Ｅ）に示すように妨害波成分がキャンセルされ、希望波成分αのみを含んだ信号となる。

このように、本実施形態によれば、複数の妨害波成分を除去することができ、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線通信装置を実現できる。

なお、本実施形態では、希望波ブランチの信号Ｂと妨害波ブランチの信号Ｄを合成する際、合成器を用いたが、方向性結合器を用いて希望波ブランチ信号Ｂの損失をさらに小さくすることにより、さらに受信感度特性を改善することができる。また、無線受信装置４００Ｂの合成器３以降の構成を、スーパーヘテロダイン方式の構成としたが、その他の受信方式、例えばダイレクトコンバージョン方式やＬｏｗ−ＩＦ方式の構成としても、同様の効果を得ることができる。また、第２、第３の実施形態のバンドパスフィルタ４をバンドストップフィルタ４１に変更することで、同様の効果を得ることができる。

［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図７は、第５の実施形態に係る無線通信装置５００の構成を示すブロック図である。この無線通信装置５００の無線受信装置５００Ｂは、第１の実施形態の無線通信装置１００の無線受信装置１００Ｂと比べて、増幅器７と増幅器１００を可変利得増幅器５１と可変利得増幅器５２に変更した点、受信ベースバンド部５３に電力演算部５４を追加した点が異なり、その他の構成は同様である。従って、以下の本実施形態では、同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

電力演算部５４は、直交復調器１１の出力信号の振幅に基づいて、受信信号の受信電力値を算出する受信電力算出手段を構成するものであり、入力が直交復調器１１の出力に接続されているとともに、出力が可変利得増幅器５１、５２の入力に接続されている。可変利得増幅器５１、５２は、合成器３の後段に配置され、受信信号を受信電力値に応じて増幅する可変利得増幅手段を構成するものである。

本実施形態では、合成器３から出力された信号は希望波成分のみとなるので、受信ベースバンド部５３へ入力される信号も希望波成分のみとなる。従って、この受信ベースバンド部５３に設けた電力演算部５４では、この希望波成分のみの信号を用いて電力を算出するので、弱電界時でも妨害波の影響を受けることなく、精度の高いＡＧＣ制御（Automatic Gain Control；自動利得制御）が可能となり、受信特性の改善が可能となる。

なお、本実施形態の構成は、第２〜第４実施形態についても適用可能である。即ち、これらの実施形態において、増幅器７と増幅器１０を可変利得増幅器５１と可変利得増幅器５２に変更するとともに、受信ベースバンド部５３に電力演算部５４を追加すれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

このように、本実施形態によれば、弱電界時でも高精度のＡＧＣ制御を行うことができ、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線通信装置を実現することができる。

［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図８は、第６の実施形態に係る無線システム６００の構成を示すブロック図である。この無線通信装置６００は、無線受信装置６００Ｂと無線送信装置６００Ｄとで構成されており、無線受信装置６００Ｂは第１の実施形態の無線受信装置１００Ｂと比べ、増幅器電源制御回路１６を追加した点が異なる。

無線送信装置６００Ｄは、送信ベースバンド部６１と、直交変調器６２と、第２周波数乗算手段を構成する周波数乗算器６３と、基準信号発信器６４と、第３局部発振信号生成手段を構成する局部発振部６５と、第４局部発振信号生成手段を構成する局部発振部６６と、第３抽出手段を構成するバンドパスフィルタ６７と、第３増幅手段を構成する増幅器６８と、第４抽出手段を構成するバンドパスフィルタ６９とで構成されている。

送信ベースバンド部６１は、変調信号を生成する変調信号生成手段を構成しており、出力が直交変調器６２の入力に接続されている。

直交変調器６２は、後述する局部発振部６５にて生成された第３局部発振信号を用いて前述の変調信号の直交変調を行うものであり、入力が局部発振部６５の出力に接続されているとともに、出力が周波数乗算器６３の入力に接続されている。

周波数乗算器６３は、後述する局部発振部６６にて生成された第４局部発振信号を用いて、直交変調器６２から出力の変調信号に周波数乗算して周波数を上げ、かつ、直交変調を行うものであり、入力が直交変調器６２の出力及び局部発振部６６の出力に接続されているとともに、出力がバンドパスフィルタ６７の入力に接続されている。

局部発振部６５は、前述したように第３局部発振信号を生成するものであり、入力が基準信号発信器６４の出力に接続されているとともに、出力が直交変調器６２の入力に接続されている。

局部発振部６６は、第４局部発振信号を生成するものであり、入力が基準信号発信器６４の出力に接続されているとともに、出力が周波数乗算器６３の入力に接続されている。

バンドパスフィルタ６７は、周波数乗算された信号から必要な希望波を抽出する第３抽出手段を構成するものであり、入力が周波数乗算器６３の出力に接続されているとともに、出力が増幅器６８の入力に接続されている。

増幅器６８は、第３バンドパスフィルタ６７から出力された信号を増幅するものであり、入力が第３バンドパスフィルタ６７の出力に接続されているとともに、出力がバンドパスフィルタ６９に接続されている。

バンドパスフィルタ６９は、バンドパスフィルタ６７から出力された信号から希望波を抽出する第４抽出手段を構成するものであり、入力が増幅器６８の出力に接続されているとともに、出力が無線送信装置６００Ｄに接続されている。

本実施形態では、無線受信装置６００Ｂと無線送信装置６００Ｄを同時に動作させたとき、無線送信装置６００Ｄの送信信号が、無線受信装置６００Ｂの妨害波成分として入力されてしまう可能性があるが、無線受信装置６００Ｂでは妨害波成分のみを除去することが可能であるので、送信信号の影響を除去できる。また送信ベースバンド部６１から信号が送信されない場合は、増幅器電源回路１６の電源をＯＦＦとすることで、低消費電力化が可能となる。

このように、本実施形態では、複数の無線システム（本実施形態では、無線受信装置６００Ｂと無線送信装置６００Ｄ）を内蔵する無線通信装置６００において、無線受信装置６００Ｂの近傍で送信信号が送信される場合でも、その送信信号の影響を除去し、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線通信装置６００を実現できる。

［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図９は、第７の実施形態に係る無線通信装置７００の構成を示すブロック図である。この無線通信装置７００は、無線受信装置７００Ｂと無線送信装置７００Ｄとで構成されている。本実施形態の無線通信装置７００では、無線受信装置７００Ｂが、第６の実施形態の無線受信装置６００Ｂと比べ基準信号発信器１２を無線送信装置７００Ｄと共有している点、また、無線送信装置７００Ｄが、第６の実施形態の無線送信装置６００Ｄと比べ基準信号発信器６４を削除した点、さらに、アンテナ６００Ａ＜・・・６００Ａが欠番でありありましたので、６００Ａに変更してみました。・・・＞を削除してデュプレクサ（アンテナ共用器）７００Ａを追加した点が異なる。ここで記載したアンテナ共用器とは、無線機の送受信部と受信部でひとつのアンテナを共用できるように、分岐回路と送信／受信用の２つのフィルタを一つのパッケージに収めた部品のことである。

本実施形態では、ＦＤＤ方式（Frequency Division Duplex system；周波数分割双方向伝送方式）の無線システムにおいて、無線送信装置７００Ｄの送信信号がデュプレクサ７００Ａから漏洩して無線受信装置７００Ｂへ入力しても、無線受信装置７００Ｂでは妨害波成分のみを除去することが可能であるので、送信信号の影響を除去できる。また、送信ベースバンド部６１から信号が送信されない場合は、増幅器電源回路１６の電源をＯＦＦとすることで、低消費電力化が可能となる。

このように、本実施形態では、ＦＤＤ方式の無線通信装置において、送信信号の影響を除去し、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線通信装置を実現できる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。即ち、第１の実施形態から第７の実施形態において、アンテナ１００Ａおよび平衡アンテナ３００Ａの出力から、増幅器７までのブロックをモジュール化および／又はＩＣ化することで、受信特性のばらつきを低減することが可能になるとともに、小型化が可能となる。
また、上記した第１の実施形態から第７の実施形態の無線通信装置は、携帯電話機、ＰＨＳ、無線ＬＡＮなどの各種無線通信装置に適用することができる。

本発明の無線受信装置は、受信感度特性が劣化することなく耐妨害波特性を改善できる効果を有し、受信感度特性と耐妨害波特性の両方に優れた無線システム、および無線通信装置、例えば携帯端末機器等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 その無線通信装置における各信号の周波数特性を示す特性図 本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 その無線通信装置における各信号の周波数特性を示す特性図 本発明の第５の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の第６の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の第７の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 従来の受信機の構成を示すブロック図

符号の説明

１００〜７００ 無線通信装置
１００Ａ、６００Ａ アンテナ
１００Ｂ〜７００Ｂ 無線受信装置
１ 方向性結合器（分配手段）
１０ 増幅器（第２増幅手段）
１１ 直交変調器
１２ 基準信号発振器
１３ 局部発振部（第１局部発振信号生成手段）
１４ 局部発振部（第２局部発振信号生成手段）
１５ 受信ベースバンド部
１６ 増幅器電源回路
２ 遅延補正器（遅延付加手段）
２１ バラン（分配手段）
３ 合成器（合成手段）
３００Ａ 平衡アンテナ（平衡型アンテナ）
４ バンドパスフィルタＵ（第１抽出手段）
４１ バンドストップフィルタ
５ 増幅器（第１増幅手段）
５１、５２ 可変利得増幅器
５３ 受信ベースバンド部
５４ 電力演算部
６ 位相器（位相調整手段）
６００Ｄ、７００Ｄ 無線送信装置
６１ 送信ベースバンド部
６２ 直交変調器
６３ 周波数乗算器（第２周波数乗算手段）
６４ 基準信号発信器
６５ 局部発振部（第３局部発振信号生成手段）
６６ 局部発振部（第４局部発振信号生成手段）
６７ バンドパスフィルタ（第３抽出手段）
６８ 増幅器（第３増幅手段）
６９ バンドパスフィルタ（第４抽出手段）
７ 低雑音増幅器
７００Ａ デュプレクサ
８ 乗算器（第１周波数乗算手段）
９ バンドパスフィルタ（第２抽出手段）
α 希望波成分
β、β１、β２ 妨害波

Claims (13)

1. 必要な希望波と不要な妨害波が含まれた無線信号を受信するアンテナと、
   前記アンテナで受信した信号を２方向に分配する分配手段と、
   前記分配された信号のうち一方の信号から前記受信信号に含まれる前記妨害波を抽出する第１抽出手段と、
   前記第１抽出手段から出力された信号の位相をシフトさせる位相調整手段と、
   前記分配されたもう一方の信号に遅延を与える遅延付加手段と、
   前記位相調整手段の出力信号と前記遅延付加手段の出力信号とを合成する合成手段と、
   第１局部発振信号を生成する第１局部発振信号生成手段と、
   前記第１局部発振手段の出力信号と前記合成手段からの出力信号の周波数乗算を行う第１周波数乗算手段と、
   前記第１周波数乗算手段の出力信号から前記希望波を抽出する第２抽出手段と、
   第２局部発振信号を生成する第２局部発振信号生成手段と、
   前記第２抽出手段の出力信号と前記第２局部発振手段の出力信号との直交復調を行う直交復調手段と
   を備える無線受信装置。
2. 必要な希望波と不要な妨害波が含まれた無線信号を受信し受信した信号を２方向に分配する平衡型アンテナと、
   前記平衡型アンテナで分配された信号のうち一方の信号から前記受信信号に含まれる前記妨害波を抽出する第１抽出手段と、
   前記第１抽出手段から出力された信号の位相をシフトさせる位相調整手段と、
   前記分配されたもう一方の信号に遅延を与える遅延付加手段と、
   前記位相調整手段の出力信号と前記遅延付加手段の出力信号とを合成する合成手段と、
   第１局部発振信号を生成する第１局部発振信号生成手段と、
   前記第１局部発振手段の出力信号と前記合成手段からの出力信号の周波数乗算を行う第１周波数乗算手段と、
   前記第１周波数乗算手段の出力信号から前記希望波を抽出する第２抽出手段と、
   第２局部発振信号を生成する第２局部発振信号生成手段と、
   前記第２抽出手段の出力信号と前記第２局部発振手段の出力信号との直交復調を行う直交復調手段と
   を備える無線受信装置。
3. 必要な希望波と不要な妨害波が含まれた無線信号を受信するアンテナと、
   前記アンテナで受信した信号を２方向に分配するバランと、
   前記分配された信号のうち一方の信号から前記受信信号に含まれる前記妨害波を抽出する第１抽出手段と、
   前記分配されたもう一方の信号に遅延を与える遅延付加手段と、
   前記第一抽出手段の出力信号と前記遅延付加手段の出力信号とを合成する合成手段と、
   第１局部発振信号を生成する第１局部発振信号生成手段と、
   前記第１局部発振手段の出力信号と前記合成手段からの出力信号の周波数乗算を行う第１周波数乗算手段と、
   前記第１周波数乗算手段の出力信号から前記希望波を抽出する第２抽出手段と、
   第２局部発振信号を生成する第２局部発振信号生成手段と、
   前記第２抽出手段の出力信号と前記第２局部発振手段の出力信号との直交復調を行う直交復調手段と
   を備える無線受信装置。
4. 前記第１抽出手段から出力された信号を増幅する第１増幅手段と、
   前記合成手段の出力信号を増幅する第２増幅手段と
   を備えた請求項１から３の何れかに記載の無線受信装置。
5. 前記分配手段は方向性結合器である請求項１又は４に記載の無線受信装置。
6. 前記第１抽出手段はバンドストップフィルタである請求項１〜５の何れか１項に記載の無線受信装置。
7. 前記直交復調手段の出力信号の振幅に基づいて、前記受信信号の受信電力値を算出する受信電力算出手段と、
   前記合成手段の後段に配置され、前記受信信号を前記受信電力値に応じて増幅する可変利得増幅手段と
   を備える１〜６の何れか１項に記載の無線受信装置。
8. 前記分配手段、前記第１抽出手段、前記位相調整手段、前記遅延付加手段及び前記合成手段は、一体的にまとめてモジュール化又はＩＣ化してある請求項１〜７の何れか１項に記載の無線受信装置。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の無線受信装置と、
   変調信号を生成する変調信号生成手段と、第３局部発振信号を生成する第３局部発振信号生成手段と、前記第３局部発振信号を用いて前記変調信号に直交変調を行う直交変調手段と、第４局部発振信号を生成する第４局部発振信号生成手段と、前記直交変調手段から出力の変調信号に前記第４局部発振信号を周波数乗算する第２周波数乗算手段と、前記周波数乗算された信号から必要な希望波を抽出する第３抽出手段とを備える無線送信装置と
   を備える無線通信装置。
10. 前記無線受信装置は、前記第１増幅手段の電源を制御する電源制御手段を備える請求項９に記載の無線通信装置。
11. 前記無線送信装置は、前記第３抽出手段から出力された信号を増幅する第３増幅手段と、
    前記第３増幅手段で増幅した前記信号から前記希望波を抽出する第４抽出手段と
    を備える請求項９又は１０に記載の無線通信装置。
12. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の無線受信装置と、
    請求項９〜１１の何れか１項に記載の無線送信装置と、
    アンテナから前記無線受信装置が受信する受信信号を抽出し、かつ前記無線送信装置が送信する送信信号を前記アンテナへ出力する手段と
    を備える無線通信装置。
13. 請求項９〜１２の何れか１項に記載の無線通信装置を具備する無線携帯端末機器。

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