JP2008118176A - Radio transmitter, radio receiver, radio communication system and electronic apparatus - Google Patents
Radio transmitter, radio receiver, radio communication system and electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008118176A JP2008118176A JP2006296829A JP2006296829A JP2008118176A JP 2008118176 A JP2008118176 A JP 2008118176A JP 2006296829 A JP2006296829 A JP 2006296829A JP 2006296829 A JP2006296829 A JP 2006296829A JP 2008118176 A JP2008118176 A JP 2008118176A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- radio
- output
- reference signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Abstract
Description
本発明は、無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器に関するものであり、特に、マイクロ波およびミリ波の周波数帯において放送波を無線通信するものに関する。 The present invention relates to a wireless transmission device, a wireless reception device, a wireless communication system, and an electronic device, and more particularly to a device that wirelessly communicates broadcast waves in the microwave and millimeter wave frequency bands.
近年、情報通信の大容量化に伴い、様々なブロードバンドの無線通信システムが提案されてきている。その中で、放送や通信の分野で、特にミリ波の無線通信が利用されている。ミリ波はビームを鋭く絞ることができるので、軌道上に並んだ衛星間や地上での混信を防ぐことができる一方で、特定の地域に対しては、まんべんなく電波を送ることができる。なお、ここで示すミリ波帯とは、マイクロ波帯も含む周波数帯域を示す。 In recent years, various broadband wireless communication systems have been proposed with an increase in information communication capacity. Among them, millimeter-wave wireless communication is used particularly in the field of broadcasting and communication. Millimeter waves can narrow the beam sharply, so that interference between satellites arranged in orbit and on the ground can be prevented, while radio waves can be transmitted evenly to specific areas. In addition, the millimeter wave band shown here shows the frequency band also including a microwave band.
従来のミリ波帯の無線通信システムとして、例えば、特許文献1では、無線送信機および無線受信機を備えたものが開示されている。そこで、図9を参照しながら、上記従来の無線送信機および無線受信機の構成および動作について説明する。
As a conventional millimeter wave band wireless communication system, for example,
図9は、従来の送信機1000および受信機1500の構成を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a
送信機1000は、入力部1100、第1のアップコンバート部1200、第2のアップコンバート部1300、および送信アンテナ1400により構成されている。
The
第1のアップコンバート部1200は、入力される変調波信号を中間周波数に周波数変換する部分であり、周波数ミキサ1201、フィルタ1202、電力合成器1203、増幅器1204、電力分配器1205、基準信号源1206、および減衰器1207を備えている。
The first up-
第1のアップコンバート部1200には、第1のIF信号IF1が入力される。この信号IF1は、例えば、直交マルチキャリア変調方式(OFDM変調方式)で変調された変調波信号である。
The first IF signal IF1 is input to the first up-
周波数ミキサ1201は、入力された信号IF1と、基準信号源1206から出力される第1のLO信号(fLO1)とを乗積する。
The
次いで、周波数ミキサ1201の直後に設けられたフィルタ1202は、第1のアップコンバート部1200から出力される信号の成分のみを主に取り出す。ここで、フィルタ1202は、周波数ミキサ1201の出力信号のうち上側波帯の信号(fRF1)を通過選択させているとする。
Next, the
一方、電力分配器1205が、基準信号源1206が出力した信号(fLO1)の一部を分配している。減衰器1207は、分配された信号のレベルを調整する。減衰器1207から出力された信号(fLO1)は、電力合成器1203で、信号(fRF1)と合流する。
On the other hand, the
これにより、元の変調波信号から中間周波数信号に変換された信号(fRF1)と基準信号となる信号(fLO1)との中間周波数多重信号が生成される。この中間周波数多重信号が、増幅器1204により増幅され、増幅された中間周波数多重信号が、第2のIF信号IF2(fLO1、fRF1)として、第2のアップコンバート部1300に出力される。
As a result, an intermediate frequency multiplexed signal of the signal (fRF1) converted from the original modulated wave signal to the intermediate frequency signal and the signal (fLO1) serving as the reference signal is generated. The intermediate frequency multiplexed signal is amplified by the
第2のアップコンバート部1300は、入力される信号IF2をミリ波帯に周波数変換する部分であり、ミキサ1301、フィルタ1302、増幅器1303、および局部発振器1304を備えている。
The second up-
第2のアップコンバート部1300に、第1のアップコンバート部1200から出力された信号IF2が入力されると、ミキサ1301は、信号(fRF1)と信号(fLO1)とを含む中間周波数多重波信号と、局部発振器1304から出力される第2のLO信号(fLO2)とを乗積し、ミリ波帯へのアップコンバートを行なう。
When the signal IF2 output from the first up-
次いで、ミキサ1301の直後に設けられたフィルタ1302が、アップコンバートされた無線多重信号に対して、所望の周波数のみの無線多重信号を通過させる。これにより、無線変調信号成分(fRF1+fLO2)と、無線基準信号成分(fLO1+fLO2)とを含む無線多重波信号が生成される。この無線多重波信号が、増幅器1303により増幅され、増幅された無線多重波信号が送信アンテナ1400に出力される。
Next, a
そして、送信アンテナ1400すなわち送信機1000から、無線基準信号成分(fLO1+fLO2)および無線変調信号成分(fRF1+fLO2)から成る無線多重波信号2000が送信される。
Then, a radio
次に、送信機1000から送信された信号を受信する受信機1500について説明する。
Next, the
受信機1500は、受信アンテナ1600、第1のダウンコンバート部1700、および第2のダウンコンバート部1800により構成されている。受信機1500は、送信機1000から送信された信号を受信し、受信した信号を元の変調波信号(IF1)にダウンコンバートする。
The
受信アンテナ1600において、送信機1000の送信アンテナ1400から送られてきた、基準信号成分(fLO1+fLO2)および無線変調信号成分(fRF1+fLO2)から成る無線多重波信号2000が受信される。
The
第1のダウンコンバート部1700は、入力される無線多重波信号を中間周波数信号に周波数変換する部分であり、フィルタ1701、増幅器1702、ミキサ1703、増幅器1704、および局部発振器1705を備えている。
The first down-
フィルタ1701が必要な信号を通過させる。そして、通過した信号を増幅器1702が増幅する。次いで、ミキサ1703は、局部発振器1705からの信号(fLO2)で、第1の周波数変換を行う。すなわち、基準信号成分(fLO1+fLO2)と無線変調信号成分(fRF1+fLO2)とは、中間周波数多重波信号である第2のIF信号IF2(すなわちfLO1、fRF1)にダウンコンバートされる。
A
これにより、第2のIF信号IF2(fLO1、fRF1)が生成される。この第2のIF信号が、増幅器1704により増幅され、増幅された信号IF2が第2のダウンコンバート部1800に出力される。
As a result, the second IF signal IF2 (fLO1, fRF1) is generated. The second IF signal is amplified by the
第2のダウンコンバート部1800は、入力される第2のIF信号IF2を第1のIF信号IF1に周波数変換する部分であり、分配器1801、フィルタ1802、フィルタ1803、ミキサ1804、増幅器1805、および出力部1806を備えている。
The second down-
第2のダウンコンバート部1800に、第2のIF信号IF2が入力されると、該信号は分配器1801で分配される。分配された一方の信号は、信号(fRF1)のみが通過できるフィルタ1802を介し、ミキサ1804に入力される。また、他方の信号は、信号(fLO1)のみが通過できるフィルタ1803を介し、増幅器1805によって増幅された後、ミキサ1804に入力される。
When the second IF signal IF2 is input to the second down-
ミキサ1804は、信号(fRF1)と信号(fLO1)とを乗積する。これにより、信号(fRF1)がダウンコンバートされる。すなわち、第1のIF信号IF1に復調される。
The
以上により、受信機1500では、第1のIF信号IF1が復調される。第1のIF信号IF1は、送信機1000における、元の第1のIF信号IF1である。
しかしながら、上記従来の送信機1000および受信機1500は、以下のような問題点を有している。
However, the
第1に、送信機1000では、入力される変調波信号が複数ある場合でも、第1のアップコンバート部1200において、複数の変調波信号をそのまま一度に周波数変換してしまう。このため、上記変調波信号がオクターブバンドにおよぶ場合に問題がある。
First, in the
詳細には、例えば、放送波信号(fIF1)は、それぞれが映像・音声などで構成される複数チャンネルの信号(fIF1中の信号成分をf1、f2・・とする)によって構成されている。複数の放送波信号(例えば、fIF1a、fIF1b・・)では、各信号のそれぞれの帯域幅は、数100MHz〜1GHzのオクターブバンドにおよぶ広帯域となっている。 More specifically, for example, the broadcast wave signal (fIF1) is composed of a plurality of channel signals (signal components in fIF1 are f1, f2,...) Each composed of video / audio. In a plurality of broadcast wave signals (for example, fIF1a, fIF1b,...), Each signal has a wide bandwidth ranging from several hundred MHz to 1 GHz octave band.
このため、第1のアップコンバート部1200において、放送波信号(fIF1)をそのまま一度に周波数をアップコンバートすると、アップコンバートに伴って、周波数ミキサ1201の出力信号に2次歪み特性が生じてしまう。2次歪み特性は、例えば、2xf1や2×f2の二次高調波成分、および、f1−f2やf1+f2の歪成分などである。
For this reason, if the first up-
それゆえ、送信機1000、さらには無線通信システムにおいて、広帯域幅を有する信号が複数入力される場合であっても、良好な周波数変換を行い、良好な伝送特性を確保することが困難であるという問題点を有している。
Therefore, in the
第2に、受信機1500では、第2のダウンコンバート部1800において、分配器1801で分配された信号は、一方の信号が、信号(fRF1)のみが通過できるフィルタ1802を介し、ミキサ1804に入力されるのと同時に、他方の信号が、信号(fLO1)のみが通過できるフィルタ1803を介し、増幅器1805によって増幅された後、ミキサ1804に入力されている。
Secondly, in the
上記の構成では、信号(fRF1)と信号(fLO1)との周波数が近接している場合、信号(fRF1)のみを通過できるようなフィルタを実現することは困難である。さらには、信号(fLO1)のみを通過できるようなフィルタも実現することは困難である。それゆえ、受信機1500、さらには無線通信システムにおいて、信号品質や帯域を確保した周波数変換は困難であるという問題点を有している。
With the above configuration, it is difficult to realize a filter that can pass only the signal (fRF1) when the frequencies of the signal (fRF1) and the signal (fLO1) are close to each other. Furthermore, it is difficult to realize a filter that can pass only the signal (fLO1). Therefore, the
第3に、受信機1500では、元の変調波信号へ周波数ダウンコンバートする信号が複数在る場合、複数のミキサが必要となり、複数の局部発振器が必要となる。このとき、各ミキサに入力させる局部発振信号として、一つの基準信号を共用して用いると、各ミキサの局部発振端子間が互いに接続されてしまい、各ミキサからの信号の漏れが他のミキサへ流入してしまう。このため、良好な周波数変換は困難であるという問題点を有している。
Third, in the
また、上記各ミキサからの信号の漏れを防止するためには、互いの局部発振端子間を分離するために、複数の増幅器またはアイソレータが必要となる。それゆえ、部品点数の増加、基板サイズの大型化、さらには消費電力が増加してしまうという問題が生じている。 In order to prevent signal leakage from each mixer, a plurality of amplifiers or isolators are required to separate the local oscillation terminals from each other. Therefore, there are problems that the number of parts is increased, the board size is increased, and the power consumption is increased.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、入力された信号を出力する方式に適した信号に、良好に周波数変換することができる無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a radio transmission apparatus and radio reception capable of satisfactorily frequency-converting a signal suitable for a method of outputting an input signal. To provide an apparatus, a wireless communication system, and an electronic device.
本発明の無線送信装置は、上記課題を解決するために、複数系列の入力信号を、基準信号を用いてアップコンバートする第1アップコンバート手段と、上記第1アップコンバート手段から出力された信号と上記基準信号とを電力合成して多重信号を生成する多重信号生成手段と、上記多重信号生成手段から出力された多重信号を、局部発信信号を用いて略マイクロ波帯以上にアップコンバートする第2アップコンバート手段とを備え、上記第2アップコンバート手段から出力された無線多重信号を送信する無線送信装置であって、上記第1アップコンバート手段は、上記複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号をアップコンバートする前に、当該複数系列の入力信号の信号レベルを調整する入力信号レベル調整手段を備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a wireless transmission device of the present invention includes a first up-conversion unit that up-converts a plurality of series of input signals using a reference signal, and a signal output from the first up-conversion unit. Multiplex signal generating means for generating a multiplexed signal by combining power with the reference signal, and a second signal for up-converting the multiplexed signal output from the multiplexed signal generating means to approximately the microwave band or more using a local transmission signal An up-conversion means for transmitting a radio multiplexed signal output from the second up-conversion means, wherein the first up-conversion means is provided for each input signal of the plurality of sequences, Provided with input signal level adjusting means for adjusting the signal level of the plurality of input signals before up-converting the plurality of input signals. It is characterized in that.
上記の構成によれば、受信環境に応じた様々な信号レベルを有する信号で構成される複数系列の信号が入力される場合であっても、複数系列の信号毎に上記入力信号レベル調整手段を備えることにより、各信号の信号レベルをそれぞれ調整し、信号レベル比を最適な比率に調整することが可能となる。 According to the above configuration, even when a plurality of series of signals composed of signals having various signal levels according to the reception environment are input, the input signal level adjusting means is provided for each of the plurality of series of signals. By providing, it is possible to adjust the signal level of each signal and adjust the signal level ratio to an optimum ratio.
これにより、多重信号生成手段では、最適に調整された多重信号を生成することが可能となる。それゆえ、第2アップコンバート手段では、最適に調整された多重信号を略マイクロ波帯以上にアップコンバートすることが可能となるので、入力された信号を略マイクロ波帯以上で送信する無線信号として適した無線多重信号に、良好に周波数変換することが可能となる。 As a result, the multiplexed signal generating means can generate an optimally adjusted multiplexed signal. Therefore, in the second up-conversion means, it is possible to up-convert the optimally adjusted multiplexed signal above the substantially microwave band, so that the input signal is transmitted as a radio signal above the approximately microwave band. It is possible to satisfactorily perform frequency conversion into a suitable radio multiplexed signal.
また、本発明の無線送信装置は、上記第1アップコンバート手段は、上記複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号毎に上記基準信号を用いてアップコンバートする第3アップコンバート手段を備え、上記多重信号生成手段は、上記第3アップコンバート手段から出力された各信号と上記基準信号とを電力合成して、上記多重信号を生成することが好ましい。 In the radio transmission apparatus of the present invention, the first up-conversion means is provided for each of the plurality of series of input signals, and third up-conversion is performed using the reference signal for each of the plurality of series of input signals. Preferably, the multiplexed signal generating means generates power by combining the signals output from the third up-converting means and the reference signal to generate the multiplexed signal.
上記の構成によれば、複数系列の入力信号毎に上記第3アップコンバート手段を備えることにより、各信号の周波数の帯域幅に応じて、各信号が個別にアップコンバートされる。これにより、複数系列の入力信号をまとめてアップコンバートする際に出力信号に生じる2次歪みなどを抑制して、アップコンバートすることが可能となる。 According to said structure, by providing said 3rd up-conversion means for every input signal of several series, according to the bandwidth of the frequency of each signal, each signal is up-converted separately. As a result, it is possible to suppress the second-order distortion or the like generated in the output signal when up-converting a plurality of series of input signals and up-convert.
それゆえ、歪みが低減された各信号と基準信号とにより生成された多重信号が、第2アップコンバート手段に出力される。よって、より最適に調整された多重信号を略マイクロ波帯以上にアップコンバートすることが可能となるので、入力された信号を略マイクロ波帯以上で送信する無線信号として適した無線多重信号に、より良好に周波数変換することが可能となる。 Therefore, the multiplexed signal generated from each signal with reduced distortion and the reference signal is output to the second up-conversion means. Therefore, since it becomes possible to up-convert a multiplex signal adjusted more optimally to approximately the microwave band or higher, a radio multiplex signal suitable as a radio signal to be transmitted at approximately the microwave band or higher, It becomes possible to perform frequency conversion better.
本発明の無線受信装置は、上記課題を解決するために、受信した基準信号を含む無線多重信号を局部発振信号を用いて中間周波数にダウンコンバートする第1ダウンコンバート手段と、上記第1ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を上記基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第2ダウンコンバート手段とを備え、上記第2アップコンバート手段から出力された復調信号を出力する無線受信装置であって、上記第2ダウンコンバート手段は、上記第1ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を、復調する信号数に応じた複数の経路に分配する第1分配手段と、上記第1分配手段により分配された複数の経路のうちの1つである第1経路に、上記中間周波数多重信号から基準信号を含む第1中間周波数信号を抽出する第1抽出手段と、上記第1抽出手段から出力された信号を、第2経路と第3経路とに分配する第2分配手段と、上記第2経路に、上記基準信号を含む第1中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第3ダウンコンバート手段と、上記第3経路に、上記基準信号を含む第1中間周波数信号から当該基準信号のみを抽出する第2抽出手段と、上記第1分配手段により分配された第1経路以外の経路毎に設けられ、上記中間周波数多重信号から復調する信号となる第2中間周波数信号を抽出する第3抽出手段と、上記第3抽出手段から出力される第2中間周波数信号毎に設けられ、当該第3抽出手段から出力される第2中間周波数信号に、上記第2抽出手段から出力される基準信号を電力結合する電力結合手段と、上記電力結合手段から出力される基準信号を含む第2中間周波数信号毎に設けられ、当該電力結合手段から出力される基準信号を含む第2中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第4ダウンコンバート手段とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the wireless receiver of the present invention includes a first down-converting unit that down-converts a wireless multiplexed signal including a received reference signal to an intermediate frequency using a local oscillation signal, and the first down-converting unit. And a second down-conversion means for down-converting the intermediate frequency multiplexed signal output from the means to a frequency to be demodulated using the reference signal, and outputting a demodulated signal output from the second up-conversion means The second down-conversion unit includes a first distribution unit that distributes the intermediate frequency multiplexed signal output from the first down-conversion unit to a plurality of paths according to the number of signals to be demodulated, and the first down-conversion unit. The first path, which is one of the plurality of paths distributed by the distributing means, includes the reference signal from the intermediate frequency multiplexed signal. A first extraction means for extracting one intermediate frequency signal; a second distribution means for distributing a signal output from the first extraction means to a second path and a third path; and the reference to the second path. A third down-converting means for down-converting the first intermediate frequency signal including the signal to a frequency to be demodulated using the reference signal, and the reference signal from the first intermediate frequency signal including the reference signal to the third path. A second extraction means for extracting only the second intermediate frequency signal, which is provided for each of paths other than the first path distributed by the first distribution means and which is demodulated from the intermediate frequency multiplexed signal. 3 extraction means and a reference that is provided for each second intermediate frequency signal output from the third extraction means and that is output from the second extraction means to the second intermediate frequency signal output from the third extraction means. And a second intermediate frequency signal including the reference signal output from the power combining means, provided for each of the second intermediate frequency signals including the reference signal output from the power combining means. And fourth down-converting means for down-converting to a frequency to be demodulated using the reference signal.
上記の構成によれば、上記第1抽出手段によって、基準信号を含んだ第1の中間周波数信号を抽出した後、上記第3ダウンコンバート手段によって、基準信号を含んだ第1の中間周波数信号は、直接ダウンコンバートされる。それゆえ、復調する第1の中間周波数信号の周波数と基準信号の周波数とが近接していても、復調する周波数にダウンコンバートすることが可能であり、良好に周波数変換された復調信号を生成することが可能となる。 According to the above configuration, after the first intermediate frequency signal including the reference signal is extracted by the first extraction unit, the first intermediate frequency signal including the reference signal is extracted by the third down-conversion unit. Directly downconverted. Therefore, even if the frequency of the first intermediate frequency signal to be demodulated and the frequency of the reference signal are close to each other, it can be down-converted to the frequency to be demodulated, and a demodulated signal that has been successfully frequency-converted is generated. It becomes possible.
また、上記第2抽出手段によって、基準信号のみが抽出される。これにより、抽出された基準信号は、上記第1抽出手段と上記第2抽出手段とを通過しているため、不要波成分の少ない純度の高い基準信号を抽出することが可能である。 Further, only the reference signal is extracted by the second extraction means. Thereby, since the extracted reference signal passes through the first extraction means and the second extraction means, it is possible to extract a high-purity reference signal with less unnecessary wave components.
一方、上記第3抽出手段を備えることにより、中間周波数多重信号から復調する信号となる第2中間周波数信号が抽出される。そして、電力結合手段によって、第3抽出手段から出力された第2の中間周波数信号に、基準信号が結合され、第4ダウンコンバート手段に出力されることにより、第2の中間周波数信号を復調する周波数にダウンコンバートして、良好に周波数変換された復調信号を生成することが可能となる。 On the other hand, by providing the third extraction means, a second intermediate frequency signal that is a signal to be demodulated from the intermediate frequency multiplexed signal is extracted. Then, the power combining means combines the reference signal with the second intermediate frequency signal output from the third extraction means, and outputs it to the fourth down-conversion means, thereby demodulating the second intermediate frequency signal. It is possible to generate a demodulated signal that is down-converted to a frequency and is well frequency-converted.
これにより、受信した無線多重信号を、周波数に応じた各復調信号にそれぞれ周波数変換することが可能となるので、入力された信号を元の周波数に復調させ、無線受信装置が搭載される機器で用いられる復調信号に、より良好に周波数変換することが可能となる。 As a result, the received radio multiplexed signal can be frequency-converted to each demodulated signal corresponding to the frequency, so that the input signal can be demodulated to the original frequency, and the device on which the radio receiving device is mounted. It becomes possible to perform better frequency conversion to the demodulated signal used.
しかも、第2ダウンコンバート手段では、第1分配手段が、復調する信号数に応じた複数の経路に中間周波数多重信号を分配することによって、第1抽出手段が、中間周波数多重信号から復調する信号に応じた第1中間周波数信号を抽出し、かつ、第1分配手段により分配された第1経路以外の経路毎に設けられた第3抽出手段が、中間周波数多重信号から復調する信号となる第2中間周波数信号をそれぞれ抽出することにより、復調する信号は個別に分けられて、第3ダウンコンバート手段および第4ダウンコンバート手段によりそれぞれダウンコンバートされている。それゆえ、第3ダウンコンバート手段および第4ダウンコンバート手段の出力信号の2次歪みなどを低減することが可能となり、良好な伝送特性を確保することが可能となる。 Moreover, in the second down-conversion means, the first distribution means distributes the intermediate frequency multiplexed signal to a plurality of paths according to the number of signals to be demodulated, so that the first extraction means demodulates from the intermediate frequency multiplexed signal. And a third extraction means provided for each path other than the first path distributed by the first distribution means becomes a signal to be demodulated from the intermediate frequency multiplexed signal. By extracting each of the two intermediate frequency signals, the signals to be demodulated are individually separated and down-converted by the third down-conversion means and the fourth down-conversion means, respectively. Therefore, it is possible to reduce the second-order distortion of the output signals of the third down-conversion means and the fourth down-conversion means, and it is possible to ensure good transmission characteristics.
また、本発明の無線受信装置は、上記第2抽出手段は、1つの増幅器と1つの狭帯域フィルタとにより構成されることが好ましい。 In the radio reception apparatus of the present invention, it is preferable that the second extraction means is composed of one amplifier and one narrow band filter.
上記の構成によれば、小型で簡易な構成で、基準信号を抽出することが可能となる。また、第3経路は、第2分配手段を介して第3ダウンコンバート手段と、電力結合手段を介して第4ダウンコンバート手段とに接続されている。しかしながら、第2抽出手段が1つの増幅器と1つの狭帯域フィルタとにより構成されていることにより、第3経路に、一方向化と狭帯域化とを同時に実現することが可能となる。その結果、第3ダウンコンバート手段と第4ダウンコンバート手段との互いの入力信号の漏れを、小さくすることが可能となり、良好な周波数変換が可能となる。さらに、第2抽出手段は、1つの増幅器と1つの狭帯域フィルタとにより構成されるため、消費電力を小さくすることが可能となる。 According to the above configuration, the reference signal can be extracted with a small and simple configuration. The third path is connected to the third down-converting means via the second distributing means and the fourth down-converting means via the power coupling means. However, since the second extraction means is composed of one amplifier and one narrow band filter, it is possible to realize unidirectional and narrow band simultaneously on the third path. As a result, it is possible to reduce the leakage of the input signals of the third down-conversion unit and the fourth down-conversion unit, and it is possible to perform good frequency conversion. Furthermore, since the second extraction means is composed of one amplifier and one narrow band filter, it is possible to reduce power consumption.
また、本発明の無線受信装置は、上記第1分配手段は、分配ポート間でアイソレーションを有し、上記電力結合手段は、結合ポート間でアイソレーションを有することが好ましい。 In the radio reception apparatus of the present invention, it is preferable that the first distribution unit has isolation between distribution ports, and the power coupling unit has isolation between coupling ports.
上記の構成によれば、上記各手段が分配ポート間および結合ポート間でそれぞれアイソレーションを有することにより、分配および結合によって形成される線路ループに、1個の増幅器が入ったとしても、当該増幅器の利得が、第1分配手段のアイソレーションと電力結合手段のアイソレーションとの総和よりも小さければ、上記線路ループは、負帰還ループとすることが可能となり、不要および寄生発振を防止することが可能となる。 According to the above configuration, since each of the means has isolation between the distribution port and the coupling port, even if one amplifier enters the line loop formed by the distribution and coupling, the amplifier Is smaller than the sum of the isolation of the first distribution means and the isolation of the power coupling means, the line loop can be a negative feedback loop, which can prevent unnecessary and parasitic oscillations. It becomes possible.
また、本発明の無線受信装置は、上記第1分配手段は、ウイルキンソン型電力分配器であり、上記電力結合手段は、ウイルキンソン型電力結合器であることが好ましい。 In the radio reception apparatus of the present invention, it is preferable that the first distribution unit is a Wilkinson type power divider, and the power coupling unit is a Wilkinson type power combiner.
上記の構成によれば、第1分配手段および電力結合手段に、吸収抵抗によってアイソレーションを備えさせることができるため、より広帯域に、かつ、集中定数線路で上記線路ループを構成することが容易となり、小型に構成することが可能となる。 According to the above configuration, since the first distribution unit and the power coupling unit can be provided with the isolation by the absorption resistance, it is easy to configure the line loop with a wider band and a lumped constant line. It becomes possible to configure in a small size.
それゆえ、上記線路ループの線路長をより小さくすることができることから、当該線路ループが形成された際の潜在発振周波数領域をより高くすることが可能となる。そのため、上記増幅器と上記線路ループとで形成されるループ利得を小さくすることが可能となる。さらには、第1分配手段および電力結合手段が、広帯域に渡ってアイソレーション有するため、潜在ループ利得の領域を小さくすることが可能となる。 Therefore, since the line length of the line loop can be further reduced, the latent oscillation frequency region when the line loop is formed can be further increased. Therefore, the loop gain formed by the amplifier and the line loop can be reduced. Furthermore, since the first distribution unit and the power coupling unit have isolation over a wide band, the potential loop gain region can be reduced.
また、本発明の無線受信装置は、上記分配ポート間のアイソレーションと、上記結合ポート間のアイソレーションとの総和は、受信系統の中間周波数帯域内において、上記増幅器の利得の和よりも大きいことが好ましい。 In the wireless receiver of the present invention, the sum of the isolation between the distribution ports and the isolation between the coupling ports is larger than the sum of the gains of the amplifiers in the intermediate frequency band of the reception system. Is preferred.
上記の構成によれば、上記アイソレーションの総和が、動作周波数において、上記増幅器の総和よりも小さくなることが防止される。すなわち、上記線路ループ中に存在する利得が負となることにより正帰還となることが防止されるので、不要および寄生発振を抑圧した良好な特性を実現することが可能となる。 According to the above configuration, the total sum of the isolation is prevented from becoming smaller than the sum of the amplifiers at the operating frequency. That is, since negative gain is present in the line loop, it is possible to prevent positive feedback, so that it is possible to realize a good characteristic in which unnecessary and parasitic oscillations are suppressed.
また、本発明の無線受信装置は、上記第2ダウンコンバート手段は、上記第1分配手段の前段に、上記第1ダウンコンバート手段から出力された信号を増幅および調整する第1増幅手段を備えることが好ましい。 In the wireless reception apparatus of the present invention, the second down-conversion unit includes a first amplification unit that amplifies and adjusts the signal output from the first down-conversion unit before the first distribution unit. Is preferred.
上記の構成によれば、第1増幅手段を備えることにより、第1ダウンコンバート手段での周波数変換に伴う周波数変換利得を増強し、かつ、後段からの雑音の影響を抑圧することが可能となる。さらに、入出力インピーダンスの周波数不整合の影響を低減するのみならず、第1増幅手段から後段の周波数変換に伴う周波数変換損失の急激な増加を抑制し、感度特性に優れた特性を実現することが可能となる。 According to the above configuration, by providing the first amplifying unit, it is possible to enhance the frequency conversion gain accompanying the frequency conversion in the first down-converting unit and suppress the influence of noise from the subsequent stage. . Furthermore, not only to reduce the influence of frequency mismatch of input / output impedance, but also to suppress the sudden increase in frequency conversion loss accompanying the frequency conversion from the first amplifying means to the subsequent stage, and to realize characteristics with excellent sensitivity characteristics. Is possible.
また、本発明の無線受信装置は、上記第1増幅手段は、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路により構成される増幅器であることが好ましい。 In the radio receiving apparatus of the present invention, it is preferable that the first amplifying unit is an amplifier configured by an auto gain control circuit or a self-bias circuit.
無線受信装置では、無線伝送距離が小さいところでは、第2ダウンコンバート手段に備えられた第1増幅手段の出力信号が、過入力により歪みやすくなることがある。一方、伝送距離が大きくなると、伝送されてきた伝送信号が減衰し、急激に信号レベルが低下してしまうことがある。そこで、上記の構成によれば、第2ダウンコンバート手段では、信号レベルが調整された中間周波数多重信号を用いることになるため、伝送距離に対して伝送品質をより一定に保つことが可能になり、無線受信装置としてのダイナミックレンジを広くすることが可能となる。 In the wireless receiver, when the wireless transmission distance is short, the output signal of the first amplifying unit provided in the second down-converting unit may be easily distorted due to excessive input. On the other hand, when the transmission distance is increased, the transmitted transmission signal is attenuated, and the signal level may be rapidly decreased. Therefore, according to the above configuration, the second down-conversion means uses the intermediate frequency multiplexed signal whose signal level has been adjusted, so that the transmission quality can be kept more constant with respect to the transmission distance. As a result, it is possible to widen the dynamic range as a wireless receiver.
また、本発明の無線受信装置は、上記第3ダウンコンバート手段および上記第4ダウンコンバート手段は、セルフバイアスで駆動されるマイクロ波トランジスタで構成される周波数ミキサであることが好ましい。 In the radio reception apparatus of the present invention, it is preferable that the third down-conversion means and the fourth down-conversion means are frequency mixers configured by microwave transistors driven by self-bias.
無線受信装置では、無線伝送距離が小さいところでは、第2ダウンコンバート手段に備えられた第3ダウンコンバート手段および第4ダウンコンバート手段の出力信号が、過入力により歪みやすくなることがある。一方、伝送距離が大きくなると、伝送されてきた伝送信号が減衰し、急激に信号レベルが低下してしまうことがある。 In the wireless receiver, when the wireless transmission distance is short, the output signals of the third down-converter and the fourth down-converter provided in the second down-converter may be easily distorted due to excessive input. On the other hand, when the transmission distance is increased, the transmitted transmission signal is attenuated, and the signal level may be rapidly decreased.
そこで、上記の構成によれば、例えば、ベース注入ミキサで第3ダウンコンバート手段および第4ダウンコンバート手段を構成することによって、伝送されてきたより小さな基準信号でも、周波数ミキサの局部発振信号として駆動することが可能となる。それゆえ、通常のダイオードミキサに比較して、より線形性の高い第3ダウンコンバート手段および第4ダウンコンバート手段を構成することが可能となる。 Therefore, according to the above configuration, for example, the third down-conversion means and the fourth down-conversion means are configured by the base injection mixer, so that even a smaller reference signal transmitted is driven as a local oscillation signal of the frequency mixer. It becomes possible. Therefore, it is possible to configure the third down-conversion means and the fourth down-conversion means with higher linearity than a normal diode mixer.
また、セルフバイアス回路とすることにより、周波数ミキサ(例えば、マイクロ波トランジスタのコレクタ・エミッタ)に流れる電流を一定にすることが可能となる。それゆえ、ダイナミックレンジの広い周波数変換が可能となり、無線伝送距離に対して伝送品質をより一定に保つことが可能になる。 Further, by using a self-bias circuit, the current flowing through the frequency mixer (for example, the collector / emitter of the microwave transistor) can be made constant. Therefore, frequency conversion with a wide dynamic range is possible, and transmission quality can be kept more constant with respect to the wireless transmission distance.
とりわけ、上記第1増幅手段のオートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路と併用することにより、無線受信装置としてのダイナミックレンジをより広くすることが可能となり、伝送距離に対して伝送信号品質をより一定にすることが可能となる。 In particular, by using together with the auto gain control circuit or the self-bias circuit of the first amplifying means, it becomes possible to widen the dynamic range as a wireless receiver, and the transmission signal quality becomes more constant with respect to the transmission distance. It becomes possible to do.
また、本発明の無線通信システムは、上記課題を解決するために、上記無線送信装置と上記無線受信装置とにより構成されることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the wireless communication system of the present invention is configured by the wireless transmission device and the wireless reception device.
上記の構成によれば、無線信号として適するように良好に周波数変換された無線多重信号を送信する無線送信装置と、無線送信装置から送信された無線多重信号を受信して、良好に周波数変換して復調信号を生成する無線受信装置とにより構成される、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応した無線通信システムを実現することが可能となる。 According to the above configuration, a radio transmission apparatus that transmits a radio multiplexed signal that has been frequency-converted well so as to be suitable as a radio signal, and a radio multiplexing signal that is transmitted from the radio transmission apparatus are received and frequency-converted satisfactorily Thus, it is possible to realize a wireless communication system that is configured by a wireless reception device that generates a demodulated signal and that supports broadband wireless transmission in a substantially microwave or millimeter wave region.
また、本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上記無線受信装置、または、上記無線通信システムを備える電子機器であって、上記無線受信装置、または上記無線通信システムに構成されている無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic device including the wireless reception device or the wireless communication system, wherein the electronic device includes the wireless reception device or the wireless communication system. A radio receiving apparatus is characterized in that a demodulated signal generated by frequency down-conversion is recorded, output, or both recorded and output.
上記の構成によれば、上記無線受信装置を備えることにより、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応しているため、無線通信システムおよび無線受信装置自体では、圧縮・伸張などのデジタル信号処理を行う必要はない。また、上記無線受信装置または上記無線通信システムでは、1つの基準信号に基づいて、アップコンバートおよびダウンコンバートが行われるために、無線送信装置または無線受信装置中の局部発振器の周波数変動に伴う周波数のズレを調整する自動周波数制御部を必要としない。それゆえ、電子機器の小型化および低コスト化が可能となる。 According to the above configuration, since the wireless receiving device is provided, the wireless communication system and the wireless receiving device itself are compatible with broadband wireless transmission such as a substantially microwave and millimeter wave region. There is no need to perform digital signal processing. Further, in the wireless reception device or the wireless communication system, since up-conversion and down-conversion are performed based on one reference signal, the frequency of the local oscillator in the wireless transmission device or the wireless reception device is changed. There is no need for an automatic frequency controller that adjusts the deviation. Therefore, the electronic device can be reduced in size and cost.
さらに、上記構成の電子機器は、無線受信装置が復調信号を直接記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことにより、配線が簡易になることに加え、例えば、上記復調信号が放送信号の多チャンネル放送であれば、多チャンネルの放送信号を一度に無線伝送することが可能であるため、複数の電子機器は異なったチャンネルを独立に表示し、記録することが可能となる。 Further, in the electronic device having the above-described configuration, in addition to simplifying the wiring by directly recording, outputting, or recording and outputting the demodulated signal by the wireless reception device, for example, the demodulated signal is a broadcast signal. In the case of multi-channel broadcasting, since multi-channel broadcasting signals can be transmitted wirelessly at a time, a plurality of electronic devices can display and record different channels independently.
本発明の無線送信装置は、以上のように、第1アップコンバート手段は、複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号をアップコンバートする前に、当該複数系列の入力信号の信号レベルを調整する入力信号レベル調整手段を備える、という構成を有している。 As described above, in the wireless transmission device of the present invention, the first up-conversion means is provided for each input signal of a plurality of sequences, and before up-converting the input signals of the plurality of sequences, An input signal level adjusting means for adjusting the signal level is provided.
これにより、多重信号生成手段では、入力信号レベル調整手段により信号レベルを調整され、アップコンバートされた信号と基準信号とにより、最適に調整された多重信号を生成することが可能となる。それゆえ、第2アップコンバート手段では、最適に調整された多重信号を略マイクロ波帯以上にアップコンバートすることが可能となるので、入力された信号を略マイクロ波帯以上で送信する無線信号として適した無線多重信号に、良好に周波数変換することができるという効果を奏する。 As a result, the multiplex signal generation means can adjust the signal level by the input signal level adjustment means, and can generate an optimally adjusted multiplex signal from the up-converted signal and the reference signal. Therefore, in the second up-conversion means, it is possible to up-convert the optimally adjusted multiplexed signal above the substantially microwave band, so that the input signal is transmitted as a radio signal above the approximately microwave band. There is an effect that the frequency can be satisfactorily converted into a suitable radio multiplexed signal.
また、本発明の無線受信装置は、第2ダウンコンバート手段は、第1ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を、復調する信号数に応じた複数の経路に分配する第1分配手段と、上記第1分配手段により分配された複数の経路のうちの1つである第1経路に、上記中間周波数多重信号から基準信号を含む第1中間周波数信号を抽出する第1抽出手段と、上記第1抽出手段から出力された信号を、第2経路と第3経路とに分配する第2分配手段と、上記第2経路に、上記基準信号を含む第1中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第3ダウンコンバート手段と、上記第3経路に、上記基準信号を含む第1中間周波数信号から当該基準信号のみを抽出する第2抽出手段と、上記第1分配手段により分配された第1経路以外の経路毎に設けられ、上記中間周波数多重信号から復調する信号となる第2中間周波数信号を抽出する第3抽出手段と、上記第3抽出手段から出力される第2中間周波数信号毎に設けられ、当該第3抽出手段から出力される第2中間周波数信号に、上記第2抽出手段から出力される基準信号を電力結合する電力結合手段と、上記電力結合手段から出力される基準信号を含む第2中間周波数信号毎に設けられ、当該電力結合手段から出力される基準信号を含む第2中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第4ダウンコンバート手段とを備える、という構成を有している。 Further, in the radio reception apparatus of the present invention, the second down-conversion unit includes a first distribution unit that distributes the intermediate frequency multiplexed signal output from the first down-conversion unit to a plurality of paths according to the number of signals to be demodulated. First extracting means for extracting a first intermediate frequency signal including a reference signal from the intermediate frequency multiplexed signal to a first path which is one of a plurality of paths distributed by the first distributing means; A second distribution unit that distributes the signal output from the first extraction unit to a second path and a third path; a first intermediate frequency signal that includes the reference signal in the second path; Third down-converting means for down-converting to a frequency to be demodulated, second extracting means for extracting only the reference signal from the first intermediate frequency signal including the reference signal in the third path, and the first distribution A third extraction unit that is provided for each path other than the first path distributed by the stage and extracts a second intermediate frequency signal that is a signal to be demodulated from the intermediate frequency multiplexed signal; and is output from the third extraction unit A power combining unit provided for each second intermediate frequency signal, for power-coupling a reference signal output from the second extracting unit with a second intermediate frequency signal output from the third extracting unit; and the power combining unit The second intermediate frequency signal including the reference signal output from the power combining means is downconverted to a frequency to be demodulated using the reference signal. And a fourth down-conversion means.
これにより、受信した無線多重信号を、周波数に応じた各復調信号にそれぞれ周波数変換することが可能となるので、入力された信号を元の周波数帯に復調させ、無線受信装置が搭載される機器で用いられる復調信号に、より良好に周波数変換することができるという効果を奏する。 As a result, it is possible to frequency-convert the received radio multiplexed signal into each demodulated signal corresponding to the frequency, so that the input signal is demodulated to the original frequency band and the radio receiver is mounted. In this case, the demodulated signal used in the above can be converted into a better frequency.
また、本発明の無線通信システムは、上記課題を解決するために、上記無線送信装置と上記無線受信装置とにより構成される。 In order to solve the above problems, the wireless communication system of the present invention includes the wireless transmission device and the wireless reception device.
それゆえ、無線信号として適するように良好に周波数変換された無線多重信号を送信する無線送信装置と、無線送信装置から送信された無線多重信号を受信して、良好に周波数変換して復調信号を生成する無線受信装置とにより構成される、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応した無線通信システムを実現することができるという効果を奏する。 Therefore, a radio transmitting apparatus that transmits a radio multiplexed signal that has been frequency-converted well so as to be suitable as a radio signal, and a radio multiplexed signal that is transmitted from the radio transmitting apparatus are received, and the demodulated signal is converted to a satisfactory frequency. There is an effect that it is possible to realize a wireless communication system that is configured by a wireless reception device to be generated and that supports broadband wireless transmission such as a substantially microwave or millimeter wave region.
また、本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上記無線受信装置、または、上記無線通信システムを備える電子機器であって、上記無線受信装置、または上記無線通信システムに構成されている無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行う。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic device including the wireless reception device or the wireless communication system, wherein the electronic device includes the wireless reception device or the wireless communication system. A radio receiving apparatus that records and outputs a demodulated signal generated by down-converting the frequency performs both recording and output.
これにより、略マイクロ波やミリ波領域などの広帯域無線伝送に対応しているため、無線通信システムおよび無線受信装置自体には、圧縮・伸張などのデジタル信号処理や、局部発振器の周波数変動に伴う周波数のズレを調整する自動周波数制御部を必要としない。それゆえ、電子機器の小型化および低コスト化を実現することができるという効果を奏する。 As a result, the wireless communication system and the wireless receiver itself are accompanied by digital signal processing such as compression / decompression and frequency fluctuations of the local oscillator because the wireless communication system and the wireless reception device itself support broadband wireless transmission such as substantially microwave and millimeter wave regions. There is no need for an automatic frequency controller that adjusts the frequency deviation. As a result, the electronic device can be reduced in size and cost.
さらに、上記構成の電子機器は、無線受信装置が復調信号を直接記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことにより、配線が簡易になることに加え、例えば、上記復調信号が放送信号の多チャンネル放送であれば、多チャンネルの放送信号を一度に無線伝送することが可能であるため、複数の電子機器は異なったチャンネルを独立に表示し、記録することができるという効果を奏する。 Further, in the electronic device having the above-described configuration, in addition to simplifying the wiring by directly recording, outputting, or recording and outputting the demodulated signal by the wireless reception device, for example, the demodulated signal is a broadcast signal. With such multi-channel broadcasting, it is possible to wirelessly transmit a multi-channel broadcast signal at a time, so that a plurality of electronic devices can display and record different channels independently.
本発明の一実施形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下では、本発明の一実施形態として、ミリ波帯における無線通信機能を有する無線通信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器について説明するが、ミリ波帯に限らない。なお、ここで示すミリ波帯とは、マイクロ波帯を含む周波数帯域を示す。その周波数は、略3GHz〜300GHzの範囲である。 Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a radio communication device, a radio reception device, a radio communication system, and an electronic device having a radio communication function in the millimeter wave band will be described, but the invention is not limited to the millimeter wave band. In addition, the millimeter wave band shown here shows a frequency band including a microwave band. The frequency is in the range of approximately 3 GHz to 300 GHz.
〔実施の形態1〕
本実施の形態では、ミリ波帯無線送信装置の一例として、無線送信装置100について説明する。
[Embodiment 1]
In the present embodiment, a
図1は、本実施の形態の無線送信装置100の一構成例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a
本実施の形態の無線送信装置100は、図1に示すように、入力部101、中間周波数(以下、IFを記す)アップコンバート部200(第1アップコンバート手段)、ミリ波周波数アップコンバート部300(第2アップコンバート手段)、および送信アンテナ400を備えている。すなわち、無線送信装置100は、入力部101から入力された信号が、IFアップコンバート部200にて第1の周波数変換され、ミリ波周波数アップコンバート部300にて第2の周波数変換され、送信アンテナ400から出力される構成となっている。
As shown in FIG. 1,
入力部101は、無線送信装置100に入力される変調波信号を入力させる入力端子である。入力部101に入力された信号は、IFアップコンバート部200にそのまま入力される。なお、入力部101に入力される信号については、詳細に後述する。また、無線送信装置100では、一系列の信号を入力させる構成として1つの入力部101を設けているが、これに限らず、二系列の信号を入力させる構成として、入力端子を2つ設けてもよい。
The
IFアップコンバート部200は、入力された変調波信号を、変調波信号の周波数帯からIF信号の周波数帯へ周波数アップコンバートする部分である。また、IFアップコンバート部200は、分波器210、IFアップコンバータ220(第3アップコンバート手段)、IFアップコンバータ230(第3アップコンバート手段)、基準信号付加部240、および電力合成器250(多重信号生成手段)を備えている。
The IF up-
ここで、IFアップコンバート部200において、IF信号の周波数帯へ周波数アップコンバートするとは、入力された信号の周波数よりも大きく、かつ、送信するミリ波帯周波数よりも小さい周波数に、入力された変調波信号の周波数を引き上げることを意味している。すなわち、IFの変調波信号が入力される場合であってもよく、この場合は、入力された変調波信号のIFよりも高いIFに、アップコンバートされることになる。
Here, in the IF up-
分波器210は、入力部101を介して入力された変調波信号を、周波数帯域に応じて分波する。例えば、放送電波が必要な放送ごとに分けて取り出される。分波器210は、分波した信号を、IFアップコンバータ220およびIFアップコンバータ230にそれぞれ出力する。
The
IFアップコンバータ220は、可変増幅器221(入力信号レベル調整手段)、ミキサ222、バンドパスフィルタ223、および増幅器224を備えている。
The IF up-
可変増幅器221は、分波器210から出力された変調波信号を入力し、該信号を増幅して、ミキサ222に出力する。また、可変増幅器221は、利得可変機能、またはセルフバイアス機能を有している。それゆえ、可変増幅器221は、変調波信号を増幅する際に、該信号のレベルを調整することも可能となっている。
The
ミキサ222は、可変増幅器221から出力された信号と、後述する基準信号源241から出力される基準信号とを乗積することにより、IFへ周波数アップコンバートさせたIF信号を生成する。また、ミキサ222は、周波数アップコンバートさせたIF信号をバンドパスフィルタ223に出力する。
The
バンドパスフィルタ223は、ミキサ222から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、IFとして利用する周波数を設計に応じて決定すればよい。
The
増幅器224は、バンドパスフィルタ223を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、電力合成器250に出力する。
The
IFアップコンバータ230は、IFアップコンバータ220に入力される信号とは異なる周波数帯の変調波信号を入力する。また、IFアップコンバータ230は、可変増幅器231(入力信号レベル調整手段)、ミキサ232、バンドパスフィルタ233、および増幅器234を備えており、各機能は、可変増幅器221、ミキサ222、バンドパスフィルタ223、および増幅器224とそれぞれ同様である。
IF up-
基準信号付加部240は、基準信号源241、可変増幅器242、および出力部243を備えている。
The reference
基準信号源241は、所定の周波数(fLO1とする)により基準信号を発振し、発振した基準信号をミキサ222およびミキサ232に出力する。すなわち、ミキサ222およびミキサ232は、基準信号源241を共用しており、同じ基準信号を用いている。また、基準信号源241は、基準信号を可変増幅器242にも出力する。
The
可変増幅器242は、基準信号源241から出力された信号を入力し、該信号を増幅して、出力部243に出力する。また、可変増幅器242は、利得可変機能またはセルフバイアス機能を有している。それゆえ、可変増幅器242は、基準信号を増幅する際に、該信号のレベルを調整することも可能となっている。
The
出力部243は、可変増幅器242から出力された信号を、IFアップコンバータ230から出力された信号と共に、電力合成器250に出力する。また、出力部243は、可変増幅器242から出力された信号のみを、局部発振器304にも出力する。
The
電力合成器250は、IFアップコンバータ220、IFアップコンバータ230、および基準信号付加部240から出力される信号を合成する。詳細には、電力合成器250は、増幅器224・234で、増幅・レベル調整された信号を、可変増幅器242でレベル調整された基準信号とともに合成する。これにより、電力合成器250は、各信号が合成された一系列のIF多重信号を生成し、該IF多重信号をミリ波周波数アップコンバート部300に出力する。
The
ミリ波周波数アップコンバート部300は、IFアップコンバート部200にてIFへ周波数アップコンバートされたIF多重信号を、IF周波数帯からミリ波周波数帯へ周波数アップコンバートする部分である。ミリ波周波数アップコンバート部300は、ミキサ301、バンドパスフィルタ302、増幅器303、および局部発振器304を備えている。
The millimeter wave frequency up-
ミキサ301は、電力合成器250から出力された信号と、局部発振器304から出力される局部発振信号とを乗積することにより、ミリ波周波数へアップコンバートさせた無線多重信号を生成する。また、ミキサ301は、周波数アップコンバートさせた無線多重信号をバンドパスフィルタ302に出力する。
The
バンドパスフィルタ302は、ミキサ301から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ミリ波帯の無線通信で利用する周波数を設計に応じて決定すればよい。
The
増幅器303は、バンドパスフィルタ302を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、送信アンテナ400に出力する。
The
局部発振器304は、所定の周波数(fLO2とする)により局部発振信号を発振し、発振した局部発振信号をミキサ301に出力する。また、局部発振器304は、周波数マルチプライアで構成されることが好ましい。これにより、基準信号3bを周波数逓倍した局部発振信号を出力することも可能となる。
The
すなわち、局部発振器304は、基準信号源241から発振された基準信号を入力することによって駆動される。そのため、局部発振器304において、ミリ波発振信号を直接生成する必要が無い。それゆえ、低い周波数で安定発振可能な発振器を用いることが可能となり、安定で信頼度の高い無線送信装置100を構成することが可能となる。
That is, the
送信アンテナ400は、増幅器303から出力された信号、すなわちミリ波帯へ周波数変換された無線多重信号を送信する。これにより、無線送信装置100から、ミリ波帯の無線通信に適した信号となって、送信信号が出力される。、
次に、図1〜3を参照しながら、無線送信装置100において、変調波信号が入力されてから、信号が周波数変換されて、送信されるまでの信号の変移について説明する。
The transmitting
Next, with reference to FIGS. 1 to 3, a description will be given of signal transition in the
まず、図1を参照しながら、無線送信装置100に入力される変調波信号を受信するアンテナ配線の構成について説明する。
First, the configuration of an antenna wiring that receives a modulated wave signal input to the
アンテナ配線は、地上波放送用の放送信号を受信する地上波放送用アンテナ51、衛星放送用の放送信号を受信する衛星放送用アンテナ52、増幅器53、増幅器54、および電力合成器55から構成されている。これにより、無線送信装置100には、地上波放送用の変調波信号と衛星放送用の変調波信号とが入力される。
The antenna wiring includes a
ここで、地上波放送用アンテナ51に変調波信号A(周波数をfIF1aとする)が受信され、衛星放送用アンテナ52に変調波信号B(周波数をfIF1bとする)が受信されるとする。また、地上波放送の周波数帯は、略470MHz〜770MHzであり、衛星放送のIF周波数帯は、略1.0GHz〜2.1GHzである。
Here, it is assumed that modulated wave signal A (frequency is set to fIF1a) is received by
なお、各アンテナでの受信信号は、それぞれ、複数チャンネルの信号(例えば、信号成分をf1、f2・・とする)である。なお、上記変調波信号Aは、地上波放送に限らず、他の放送、例えば、ケーブルTVなどの信号波であっても構わない。 The received signals at each antenna are signals of a plurality of channels (for example, signal components are f1, f2,...). The modulated wave signal A is not limited to terrestrial broadcasts, but may be other broadcasts, for example, signal waves of a cable TV or the like.
地上波放送用アンテナ51からの変調波信号Aおよび衛星放送用アンテナ52からの変調波信号Bは、増幅器53,54で、それぞれ電力レベルが調整される。
The power levels of modulated wave signal A from
その後、増幅器53,54から出力された信号は、電力合成器55で合成され、一系列の変調波信号C(fIF1a、fIF1a)が生成される。そして、変調波信号Cは無線送信装置100に出力される。
Thereafter, the signals output from the
ここで、地上波放送の周波数帯と衛星放送のIF周波数帯とでは、各周波数帯が異なっているため、変調波信号Aおよび変調波信号Bは、そのまま電力合成器55で合成される。また、例えば、変調波信号Aおよび変調波信号Bが、複数の衛星放送波の信号であれば、片方の信号を異なった周波数帯に変換させる。その後、電力合成器55で電力合成し、一系列の信号として、無線送信装置100に出力させてもよい。
Here, since each frequency band is different between the frequency band of the terrestrial broadcast and the IF frequency band of the satellite broadcast, the modulated wave signal A and the modulated wave signal B are synthesized by the
以上、上記アンテナ配線の構成により、無線送信装置100に一系列の変調波信号Cが入力される。なお、上記アンテナ配線の構成は、従来既存のアンテナ配線の構成である。それゆえ、上記変調波信号Aおよび変調波信号Bの信号レベルは、後述するようにマイクロ波・ミリ波帯無線系にとって最適レベルに調整されていない。
As described above, a series of modulated wave signals C are input to the
次いで、無線送信装置100における信号の変移について説明する。
Next, signal transition in the
無線送信装置100に入力された変調波信号Cは、まず、分波器210に入力される。分波器210では、変調波信号C(fIF1a、fIF1a)は、2系列の変調波信号1a(fIF1a)および変調波信号2a(fIF1b)に再度分波される。
The modulated wave signal C input to the
このときの、変調波信号1aおよび変調波信号2aを周波数軸上に示した周波数配置を図2(a)に示す。図2(a)では、軸に沿って右にいくほど、周波数が大きいことを示している。また、変調波信号1aおよび変調波信号2aに示された矢印は、その信号の配列方向を示している。さらに、変調波信号1aと変調波信号2aとの幅に沿って、縦に3本引かれている点線は、変調波信号1aの周波数fIF1aと、変調波信号2aの周波数fIF1bとが重ならないことを示している。
FIG. 2A shows a frequency arrangement in which the modulated
変調波信号1aは、IFアップコンバータ220に出力される。一方、変調波信号2aは、IFアップコンバータ230に出力される。次いで、変調波信号1aおよび変調波信号2aは、IFアップコンバータ220およびIFアップコンバータ230にて、それぞれ、無線伝送系にとって最適レベルに調整されることになる。
Modulated
IFアップコンバータ220では、入力された変調波信号1aは、信号レベルが、所定のレベルになるように、可変増幅器221によりレベル調整される。例えば、地上波放送の信号レベルが極端に大きいときは、増幅レベルを下げ、衛星放送波の信号レベルと略同等の信号レベルになるように、レベル調整することが可能となる。
In the IF up-
さらには、変調波信号1a・2aの各チャンネルの帯域幅と変調方式とにより、受信後、復調する際の最適所要CN(キャリア対雑音)比が存在するため、変調波信号1a・2aの信号レベルが調整される必要があることも含まれている。
Furthermore, since there is an optimum required CN (carrier-to-noise) ratio for demodulation after reception depending on the bandwidth and modulation method of each channel of the modulated
その後、ミキサ222において、変調波信号1aは、基準信号3a(fLO1)と乗積されて、IFへ周波数アップコンバートされる。そして、周波数アップコンバートされたIF信号は、バンドパスフィルタ223にて、不要波が抑圧される。
Thereafter, in the
このときの、ミキサ222で周波数アップコンバートされ、バンドパスフィルタ223で所望信号のみを濾波したときのIF信号1bを周波数軸上に示した周波数配置と、バンドパスフィルタ223の周波数特性とを図2(b)に示す。本実施形態においては、上記IFへ周波数アップコンバートされたIF信号は、基準信号3aに対して、下側波帯の信号が選択されるため、IF信号1bの周波数は以下に示すように構成される。
FIG. 2 shows the frequency arrangement of the
IF信号1b : fLO1−fIF1a
その後、バンドパスフィルタ223から出力されたIF信号1bは、増幅器224にて増幅され、電力合成器250に出力される。
IF
Thereafter, the
一方、IFアップコンバータ230においても、入力された変調波信号2aは、信号レベルが、所定のレベルになるように、可変増幅器231によりレベル調整される。その後、ミキサ232において、変調波信号2aは、基準信号3aと乗積されて、IFへ周波数アップコンバートされる。そして、周波数アップコンバートされたIF信号は、バンドパスフィルタ233にて、不要波が抑圧される。
On the other hand, in the IF up-
このときの、ミキサ232で周波数アップコンバートされ、バンドパスフィルタ233で所望信号のみを濾波したときのIF信号2bを周波数軸上に示した周波数配置と、バンドパスフィルタ233の周波数特性とを図2(b)に示す。本実施形態においては、上記IFへ周波数アップコンバートされたIF信号は、基準信号3aに対して、下側波帯の信号が選択されるため、IF信号2bの周波数は以下に示すように構成される。
FIG. 2 shows the frequency arrangement of the
IF信号2b : fLO1−fIF1b
その後、バンドパスフィルタ233から出力されたIF信号2bは、増幅器234にて増幅され、電力合成器250に出力される。
IF
Thereafter, IF
また、基準信号付加部240から出力される基準信号3a(fLO1)は、4GHz〜10数GHzの周波数帯に設定することが好ましい。これにより、変調波信号1a(fIF1a)および変調波信号2a(fIF1b)の周波数領域が、0.2GHz〜2.5GHzの広帯域信号を用いることが可能となる。
The
基準信号付加部240では、基準信号源241から発振された基準信号3aが、可変増幅器242にも出力されている。基準信号3aは、必要に応じて可変増幅器242でレベル調整され、基準信号3bとして電力合成器250に出力される。
In the reference
電力合成器250では、IF信号1b、IF信号2b、および基準信号3aが合成されて、一系列のIF多重信号4aが構成される。IF多重信号4aを周波数軸上に示した周波数配置を図3(a)に示す。IF多重信号4aは、ミリ波周波数アップコンバート部300に出力される。
In
ミリ波周波数アップコンバート部300では、IF多重信号4aは、ミリ波帯へ周波数アップコンバートされる。詳細には、IF多重信号4aのミリ波帯へのアップコンバートは、局部発振器304から発振される局部発振信号(fLO2)が用いられて、ミキサ301で周波数アップコンバートされる。
In the millimeter wave frequency up-
そして、周波数アップコンバートされた無線多重信号は、バンドパスフィルタ302にて、不要波が抑圧される。その後、バンドパスフィルタ302から出力された無線多重信号5aは、増幅器303にて増幅され、送信アンテナ400に出力される。
In the radio multiplexed signal whose frequency is up-converted, unnecessary waves are suppressed by the
このときの、送信アンテナ400に出力された無線多重信号5aを周波数軸上に示した周波数配置を図3(b)に示す。本実施形態においては、ミリ波への周波数アップコンバート時に、バンドパスフィルタ302では上側波帯を通過させ、無線多重信号5aを構成させている。
FIG. 3B shows a frequency arrangement in which the radio multiplexed
無線多重信号5aは、以下に示す無線信号1c、無線信号2c、および無線基準信号3cにより構成される。無線信号1c、無線信号2c、および無線基準信号3cは、IF信号1b、IF信号2b、および基準信号3bをミリ波帯へ周波数アップコンバートさせたときの信号である。
The radio multiplexed
無線信号1c : (fLO1+fLO2)−fIF1a
無線信号2c : (fLO1+fLO2)−fIF1b
無線基準信号3c: fLO1+fLO2
その後、無線多重信号5aは送信アンテナ400から放射される。
Thereafter, the radio multiplexed
以上により、無線送信装置100から、ミリ波帯の無線通信に適するように周波数変換された無線多重信号5aが送信される。
As described above, the
本実施の形態の無線送信装置100では、変調波信号Cが、受信環境に応じた様々な信号レベルで構成された信号として入力されてくるが、可変増幅器221・231を備えることにより、分配された変調波信号1aおよび変調波信号2aの信号レベルを、所定のレベルになるようにそれぞれ調整することが可能となる。
In
詳細には、変調波信号1aおよび変調波信号2aは、変調波信号Aを地上波放送用アンテナ51や、変調波信号Bを衛星放送用アンテナ52で受信した信号であるため、変調波信号1aの信号レベルと変調波信号2aの信号レベルとは、受信環境に応じて様々な信号レベルとなっている。そのため、可変増幅器221・231を備えることにより、変調波信号1aと変調波信号2aとのそれぞれの信号レベルを調整し、信号レベル比を最適な比率に調整することが可能となる。
Specifically, the modulated
また、変調波信号1aおよび変調波信号2aはIFアップコンバート後、電力合成器250にて、可変増幅器242で調整された基準信号3bが付加され、IF多重信号4aとして、ミリ波周波数アップコンバート部300に出力される。その後、IF多重信号4aは、無線多重信号5aにアップコンバートされ、送信される。
The modulated
ここで、無線送信装置100の無線多重信号5aには、電波法により上限がある。そのため、限られた送信信号出力レベルにおいて、基準信号と伝送信号との電力比率に最適比率が存在する。したがって、伝送信号(すなわち、IF信号1bおよびIF信号2b)と基準信号3bとの電力比率を、可変増幅器242により基準信号3aのレベルを調整することによって、最適電力比率にもってくることが可能となる。
Here, the radio multiplexed
例えば、本実施の形態の無線送信装置100では、変調波信号1aおよび変調波信号2aが含まれるIF多重信号4aが生成されているが、変調波信号1a、または、変調波信号2aのどちらかの片方伝送の場合もある。
For example, in
そこで、可変増幅器242を備えることにより、入力される信号波の総帯域幅(例えば、fIF1a+fIF1bや、fIF1aのみの場合)に応じて、基準信号3aのレベルを調整することが可能となる。
Therefore, by providing the
これにより、最適にIF多重信号4aを生成することが可能となる。それゆえ、最適に調整されたIF多重信号4aをミリ波無線周波数帯に周波数変換することが可能となるので、入力された変調波信号Cを、ミリ波帯で無線送信する送信信号として適した無線多重信号5aに、良好に周波数変換することが可能となる。
As a result, the IF multiplexed
また、本実施の形態の無線送信装置100では、変調波信号Aおよび変調波信号Bが、それぞれ、放送波信号の総和で数100MHz〜1GHzにおよぶ広帯域信号である。このため、一度に周波数変換せず、2つの周波数帯の信号(変調波信号1aおよび変調波信号2a)に分割して、IFアップコンバータ220のミキサ222と、IFアップコンバータ230のミキサ232とにおいてそれぞれアップコンバートしている。
Further, in
それゆえ、一系列の変調波信号Cをまとめて中間周波数へアップコンバートする場合に、出力信号に生じる2次歪みなどを抑制して、入力される変調波信号1aおよび変調波信号2aの、例えば、f1、f2・・成分などの2次歪み特性、例えば、2xf1,2×f2、3xf1,3×f2の高調波特性や、f1−f2,f1+f2の歪成分を低減することが可能となり、良好な伝送特性を確保することが可能となる。
Therefore, when a series of modulated wave signals C are collectively up-converted to an intermediate frequency, second-order distortion or the like generated in the output signal is suppressed, and the input modulated
なお、上記無線送信装置100では、一系列の変調波信号Cに変調波信号1aおよび変調波信号2aが含まれる場合について説明したが、これに限らず、上記変調波信号Cは複数の変調波信号を含んでもよい。この場合は、例えば、IFアップコンバータ230と同様の構成を追加し、分波器210から分波された変調波信号を入力させ、アップコンバートしたIF信号を電力合成器250に出力させればよい。
In the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to the drawings. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
本実施の形態では、ミリ波帯無線受信装置の一例として、無線受信装置500について説明する。
In the present embodiment, a
図4は、本実施の形態の無線受信装置500の一構成例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the
本実施の形態の無線受信装置500は、図4に示すように、受信アンテナ600、IFダウンコンバート部700(第1ダウンコンバート手段)、変調信号周波数ダウンコンバート部800(第2ダウンコンバート手段)、出力部501、および出力部502を備えている。すなわち、無線受信装置500は、受信アンテナ600から入力された信号が、IFダウンコンバート部700にて第1の周波数変換され、変調信号周波数ダウンコンバート部800にて第2の周波数変換され、出力部501および出力部502から出力される構成となっている。
As shown in FIG. 4,
受信アンテナ600は、ミリ波帯における無線通信機能を有する何れかの無線送信装置から送信された基準信号を含む無線多重信号を受信し、IFダウンコンバート部700に出力する。
Receiving
IFダウンコンバート部700は、受信した無線多重信号を、ミリ波周波数帯からIF周波数帯へ周波数ダウンコンバートする部分である。IFダウンコンバート部700は、増幅器701、バンドパスフィルタ702、周波数ミキサ703、および局部発振器704を備えている。
The IF down-
増幅器701は、受信アンテナ600から出力された信号を増幅し、バンドパスフィルタ702に出力する。
The
バンドパスフィルタ702は、通信などにより付加された不要なノイズを取り除いて、所望の信号のみを濾波し、周波数ミキサ703に出力する。
The
周波数ミキサ703は、バンドパスフィルタ702から出力された信号と、局部発振器704から発振される局部発振信号とを乗積することにより、IFへダウンコンバートさせたIF多重信号を生成する。また、周波数ミキサ703は、生成したIF多重信号を変調信号周波数ダウンコンバート部800に出力する。
The
ここで、一実施例として、周波数ミキサ703は、偶高調波ミキサなどのN次高調波ミキサ(Nは2の自然数)を用いることが望ましい。これにより、局部発振器704の局部発振周波数を1/Nとすることができる。
Here, as an example, the
具体的には、周波数ミキサ703を2次の高調波ミキサとすることによって、局部発振器704の局部発振周波数を1/2とすることができる。それゆえ、周波数安定度の高い無線受信装置500を、ワイヤボンディングなどの容易な実装で簡易に製作することが可能となる。
Specifically, the local oscillation frequency of the
局部発振器704は、所定の周波数(fLO3とする)により局部発振信号を発振し、周波数ミキサ703に出力する。
The
変調信号周波数ダウンコンバート部800は、IFダウンコンバート部700にてIFダウンコンバートされたIF多重信号を、IF周波数帯から、無線送信装置での元の変調波信号の周波数帯へ周波数ダウンコンバートする部分である。これにより、受信した無線多重信号は、無線送信装置へ入力された元の各変調波信号へと戻される。以下、上記戻された変調波信号を復調信号と記す。
Modulation signal frequency down-
変調信号周波数ダウンコンバート部800は、図4に示すように、第1のフィルタ801、可変増幅器802(第1増幅手段)、第1の電力分配器803(第1分配手段)、第2のフィルタ804(第1抽出手段)、第3のフィルタ805(第3抽出手段)、第2の電力分配器806(第2分配手段)、第4のフィルタ807(第2抽出手段)、増幅器808、電力結合器809(電力結合手段)、周波数ミキサ810(第3ダウンコンバート手段)、低周波フィルタ811、周波数ミキサ812(第4ダウンコンバート手段)、および低周波フィルタ813を備えている。
As shown in FIG. 4, the modulation signal frequency down-
第1のフィルタ801は、IFダウンコンバート部700、詳細には周波数ミキサ703から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ダウンコンバートさせて復調信号を生成するIFの周波数と、基準信号の周波数とを含む周波数に応じて決定される。
The
可変増幅器802は、第1のフィルタ801を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、第1の電力分配器803に出力する。また、可変増幅器802は、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路により構成されている。それゆえ、可変増幅器802は、IF多重信号を増幅する際に、該信号の信号レベルを調整することも可能となっている。
The
第1の電力分配器803は、入力した信号を2つの経路に分配する。すなわち、第2のフィルタ804、および第3のフィルタ805に分配した信号をそれぞれ出力する。
The
第2のフィルタ804は、第1の電力分配器803から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、ダウンコンバートさせて1つの復調信号を生成するために基になる1つのIF信号の周波数と、基準信号の周波数とを含む周波数に応じて決定される。
The
第3のフィルタ805は、第1の電力分配器803から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させる。所望の周波数は、第2のフィルタ804で通過させるIF信号とは異なる周波数のIF信号であって、ダウンコンバートさせて他の復調信号を生成する基になる1つIF信号の周波数に応じて決定される。
The
第2の電力分配器806は、入力した信号を2つの経路に分配する。すなわち、周波数ミキサ810、および第4のフィルタ807に分配した信号をそれぞれ出力する。
The
第4のフィルタ807は、第2の電力分配器806から出力された信号を入力し、不要波を抑圧し、基準信号の周波数を有する信号のみを通過させる。また、第4のフィルタ807は、基準信号のみを通過させるために、狭帯域な特性となっている。
The
増幅器808は、第4のフィルタ807を通過することによって、小さくなった信号を増幅して、電力結合器809へと出力する。
The
電力結合器809は、入力された2つの信号を結合する。すなわち、第3のフィルタ805から出力された信号と、増幅器808から出力された信号とを結合する。電力結合器809は、結合した信号を周波数ミキサ812に出力する。
The
周波数ミキサ810は、第2の電力分配器806から出力された信号を、IF周波数帯から送信装置へ入力された元の周波数帯にダウンコンバートさせた復調信号を生成する。詳細には、第2の電力分配器806から出力された信号には、後述するようにIF信号と基準信号とが含まれている。これにより、周波数ミキサ810は、IF信号と基準信号とを乗積することにより、上記元の周波数帯へダウンコンバートさせた復調信号を生成する。また、周波数ミキサ810は、周波数ダウンコンバートさせた復調信号を低周波フィルタ811に出力する。
The
低周波フィルタ811は、周波数ミキサ810から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させ、通過させた信号を出力部501に出力する。所望の周波数は、取り出す信号の周波数に基づいて決定すればよい。
The
周波数ミキサ812は、電力結合器809から出力された信号を、IF周波数帯から送信装置へ入力された元の周波数帯にダウンコンバートさせた復調信号を生成する。詳細には、電力結合器809から出力された信号には、後述するようにIF信号と基準信号とが含まれている。これにより、周波数ミキサ812は、IF信号と基準信号とを乗積することにより、上記元の周波数帯へダウンコンバートさせた復調信号を生成する。また、周波数ミキサ812は、周波数ダウンコンバートさせた信号を低周波フィルタ813に出力する。
The
低周波フィルタ813は、周波数ミキサ812から出力された信号のうち、不要波を抑圧し、所望の周波数を有する信号のみを通過させ、通過させた信号を出力部502に出力する。所望の周波数は、取り出す信号の周波数に基づいて決定すればよい。
The
出力部501は、低周波フィルタ811から出力された復調信号を、無線受信装置500の外へ送出するための出力端子である。出力部501は、分波器などを介して、衛星放送用・地上波放送用チューナ71を備えたTV受像機72と、衛星放送用・地上波放送用チューナ73を備えたビデオレコーダ74とに接続されている。
The
出力部502は、低周波フィルタ813から出力された復調信号を、無線受信装置500の外へ送出するための出力端子である。また、出力部502も、分波器などを介して、衛星放送用・地上波放送用チューナ71を備えたTV受像機72と、衛星放送用・地上波放送用チューナ73を備えたビデオレコーダ74とに接続されている。
The
これにより、出力部501および出力部502から出力された各復調信号は、適切なチューナに出力されることになる。
As a result, the demodulated signals output from the
次に、図4〜7を参照しながら、無線受信装置500において、信号が受信されてから、信号が元の信号に復調されるまでの信号の変移について説明する。なお、無線受信装置500が受信する信号は、前記実施の形態1の無線送信装置100から送信された無線多重信号5aとする。
Next, with reference to FIGS. 4 to 7, signal transition in the
まず、無線受信装置500が受信アンテナ600にて無線多重信号5aを受信すると、無線多重信号5aが、IFダウンコンバート部700に出力される。
First, when
IFダウンコンバート部700では、無線多重信号5aは、増幅器701にて増幅され、バンドパスフィルタ702にて不要波が抑圧され、周波数ミキサ703に入力される。
In IF down-
周波数ミキサ703では、無線多重信号5aは、局部発振器704から発振される局部発振信号(fLO3)によって、周波数をミリ波帯からIF帯に周波数ダウンコンバートされる。例えば、本実施例では、60GHz帯から、4GHz〜2GHz帯へと周波数ダウンコンバートされる。
In the
このときの、周波数変換される前の無線多重信号5aを周波数軸上に示した周波数配置を図5(a)に示し、周波数変換されたIF多重信号6aを周波数軸上に示した周波数配置と、フィルタ801の周波数特性とを図5(b)に示す。また、IF多重信号6aは、以下に示すIF信号1d、IF信号2d、およびIF基準信号3dにより構成される。すなわち、IF信号1d、IF信号2d、およびIF基準信号3dは、無線信号1c、無線信号2c、および無線基準信号3cをIF帯に周波数ダウンコンバートさせたときの信号である。
FIG. 5A shows a frequency arrangement in which the radio multiplexed
IF信号1d : fIF2a=(fLO1+fLO2−fLO3)−fIF1a
IF信号2d : fIF2b=(fLO1+fLO2−fLO3)−fIF1b
IF基準信号3d: fLO4=fLO1+fLO2−fLO3
その後、IF多重信号6aは、変調信号周波数ダウンコンバート部800に出力される。
IF
IF
IF
Thereafter, IF multiplexed
変調信号周波数ダウンコンバート部800では、まず、IF多重信号6aは、第1のフィルタ801で、IFダウンコンバート部700にて生じた不要波が抑圧され、可変増幅器802で増幅・レベル調整される。
In the modulation signal frequency down-
その後、IF多重信号6aは、第1の電力分配器803によって、第2のフィルタ804が備えられている側の経路と第3のフィルタ805が備えられている側の経路とにそれぞれ分配される。
Thereafter, the IF multiplexed
また、第2のフィルタ804が備えられている側の経路を第1の経路(第1経路)とし、第3のフィルタ805が備えられている側の経路を第2の経路とする。さらに、第1の経路に分配された信号をIF信号7aとし、第2の経路に分配された信号をIF信号8aとする。なお、IF信号7aおよびIF信号8aは、単に分配されただけの信号であるので、信号構成はIF多重信号6aと同じである。
Further, a path on the side where the
第1の経路では、IF信号7aは、第2のフィルタ804によって、IF信号1dおよびIF基準信号3dのみが取り出される。すなわち、第2のフィルタ804は、IF信号1dおよびIF基準信号3dのみを取り出すように帯域設定されている。
In the first path, only the
その後、IF信号1dおよびIF基準信号3dを含んだIF信号7bは、第2の電力分配器806によって、周波数ミキサ810が備えられている側の経路と第4のフィルタ807が備えられている側の経路とにそれぞれ分配される。
Thereafter, the
また、周波数ミキサ810が備えられている側の経路を第3の経路(第2経路)とし、第4のフィルタ807が備えられている側の経路を第4の経路(第3経路)とする。さらに、第3の経路に分配された信号をIF信号7cとし、第4の経路に分配された信号をIF信号9aとする。なお、IF信号7cおよびIF信号9aは、単に分配されただけの信号であるので、信号構成はIF信号7bと同じである。
In addition, a path on the side where the
第3の経路では、IF信号7cは、IF帯から復調する元の周波数帯にダウンコンバートされる。ここで、図6(a)に、第3の経路における、周波数ダウンコンバート直前のIF信号7cの周波数配置と、第2のフィルタ804および第4のフィルタ807の周波数特性とを示す。第2のフィルタ804の通過特性は、IF信号1dおよびIF基準信号3dを通過させる広帯域特性となる。
In the third path, the
IF信号7cは、IF基準信号3dを用いて、周波数ミキサ810により周波数ダウンコンバートされる。その後、周波数ダウンコンバートされた信号は、低周波フィルタ811により不要波が取り除かれ、復調信号7dとして出力される。図7(a)に、第3の経路における、周波数ダウンコンバート後の復調信号7dの周波数配置と低周波フィルタ811の周波数特性とを示す。低周波フィルタ811には、図7(a)に示すように、復調信号7dを通過させるような通過特性が設定される。
The
ここで、第3の経路における周波数ダウンコンバートのプロセスをまとめると、下記のようになる。 Here, the frequency down-conversion process in the third path is summarized as follows.
復調信号7d:
fLO4−fIF2a=(fLO1+fLO2−fLO3)
−[(fLO1+fLO2−fLO3)−fIF1a]
=fIF1a
その後、復調信号7dは出力部501から外部に送出される。なお、この復調信号7dは、無線送信装置100で入力された変調波信号1a(fIF1a)と同様の信号であることがわかる。
fLO4-fIF2a = (fLO1 + fLO2-fLO3)
-[(FLO1 + fLO2-fLO3) -fIF1a]
= FIF1a
Thereafter, the
一方、第4の経路では、第2の電力分配器806により分配されたIF信号9aが、第4のフィルタ807に入力される。第4のフィルタ807では、IF信号9aからIF基準信号3dのみが抽出される。抽出されたIF基準信号3dは、増幅器808で増幅され、電力結合器809に出力される。
On the other hand, in the fourth path, the
また、第2の経路では、第1の電力分配器803により分配されたIF信号8aが、第3のフィルタ805によって、IF信号2dのみが取り出され、電力結合器809に出力される。すなわち、第3のフィルタ805は、IF信号2dのみを取り出すように帯域設定されている。
In the second path, only the
これにより、第2の経路と第4の経路とが合流する地点に設けられた電力結合器809では、IF信号2dとIF基準信号3dとが結合される。そして、一系列のIF信号10aとなって、周波数ミキサ812に出力される。ここで、電力結合器809から周波数ミキサ812に向かう経路を第5の経路とする。
As a result, the
図6(b)に、第5の経路における、周波数ダウンコンバート直前のIF信号10aの周波数配置と、第2のフィルタ804、第3のフィルタ805、および第4のフィルタ807の周波数特性とを示す。第3のフィルタ805の通過特性は、IF信号2dを通過させる狭帯域特性となる。
FIG. 6B shows the frequency arrangement of the
IF信号10aは、IF基準信号3dを用いて、周波数ミキサ812により周波数ダウンコンバートされる。その後、周波数ダウンコンバートされた信号は、低周波フィルタ813により不要波が取り除かれ、復調信号10bとして出力される。図7(b)に、第5の経路における、周波数ダウンコンバート後の復調信号10bの周波数配置と低周波フィルタ813の周波数特性とを示す。低周波フィルタ813には、図7(a)に示すように、復調信号10bを通過させるような通過特性が設定される。
The
ここで、第5の経路における周波数ダウンコンバートのプロセスをまとめると、下記のようになる。 Here, the frequency down-conversion process in the fifth path is summarized as follows.
復調信号10b:
fLO4−fIF2b=(fLO1+fLO2−fLO3)
−[(fLO1+fLO2−fLO3)−fIF1b]
=fIF1b
その後、復調信号10bは出力部502から外部に送出される。なお、この復調信号10bは、無線送信装置100で入力された変調波信号2a(fIF1b)と同様の信号であることがわかる。
fLO4-fIF2b = (fLO1 + fLO2-fLO3)
-[(FLO1 + fLO2-fLO3) -fIF1b]
= FIF1b
Thereafter, the
以上により、無線受信装置500から、復調信号7dおよび復調信号10bが、出力部501および出力部502を介して、TV受像機72の衛星放送用・地上波放送用チューナ71や、ビデオレコーダ74の衛星放送用・地上波放送用チューナ73に出力される。
As described above, the
ここで、第3の経路では、第2のフィルタ804によって帯域分割された、IF信号1dおよびIF基準信号3dを同時に含んだIF信号7bが、周波数ミキサ810に入力されている。そして、周波数ミキサ810にて、IF基準信号3dが局部発振信号となって、周波数ダウンコンバートが直接行われている。
Here, in the third path, the
それゆえ、第3の経路では、IF信号1dとIF基準信号3dとを分離する必要がないため、復調したいIF信号1dの周波数とIF基準信号3dの周波数とが近接していても、良好な周波数ダウンコンバートが可能となる。その結果、復調信号7dとして、変調波信号1aの一例である地上波放送の信号が取り出されている。
Therefore, in the third path, since it is not necessary to separate the
また、第4の経路では、第4のフィルタ807により抽出されたIF基準信号3dは、広帯域な第2のフィルタ804と、狭帯域な第4のフィルタ807とを通過してきている。それゆえ、広帯域にわたり不要波成分が抑圧されるだけでなく、狭帯域にIF基準信号3d周囲の近傍雑音が除去されるため、純度の高いIF基準信号3dを抽出することが可能となる。
In the fourth path, the
さらに、抽出されたIF基準信号3dは、増幅器808で増幅された後、IF信号2dとともに周波数ミキサ812に出力される。しかも、第2の経路において、第3のフィルタ805により分離されたIF信号2dは、図6(b)に示すように、IF基準信号3dとは、周波数が離れている。
Further, the extracted IF
それゆえ、抽出・増幅されたIF基準信号3dが、周波数ミキサ812の局部発振信号となることによって、第5の経路では、良好な周波数ダウンコンバートを行うことが可能となる。その結果、復調信号10bとして、変調波信号2aの一例である衛星放送波の信号が取り出されている。
Therefore, the extracted / amplified IF
さらには、上記第3のフィルタ805により、IF信号2dは狭帯域化されているため、IF信号1dを含むことがない。それゆえ、周波数ミキサ812にて、出力信号に2次歪みの少ない、良質な周波数ダウンコンバートが可能となる。
Furthermore, since the
また、IF多重信号6aをダウンコンバートする際、比帯域幅(伝送帯域幅/伝送周波数)が大きいと、ダウンコンバートに伴って、周波数ミキサの出力信号に2次歪み特性が生じてしまう。
Further, when the IF multiplexed
これに対して、変調信号周波数ダウンコンバート部800では、分配されたIF信号7aおよびIF信号8aに応じて、IF基準信号3dを局部発振信号として、復調信号7dおよび復調信号10bを生成するダウンコンバートが行われる。
On the other hand, modulation signal frequency down-
これにより、変調信号周波数ダウンコンバート部800では、周波数ミキサ810および周波数ミキサ812をそれぞれ設け、少なくとも2つの帯域に分けてダウンコンバートすることによって、各ミキサの出力信号の2次歪み特性を低減することが可能となる。それゆえ、無線受信装置500において、良好な伝送特性を確保することが可能となる。なお、2次歪み特性は、例えば、fIF2a−fIF2bや、2x(fIF2a−fIF2b)などの歪成分である。
As a result, the modulation signal frequency down-
また、第4の経路では、1個の狭帯域フィルタ(第4のフィルタ807)と、1個の増幅器808とから構成されることにより、小型で簡易な構成で、IF基準信号3dを抽出することが可能となっている。
In the fourth path, the
さらに、上記2つの周波数ミキサ810、812から第1の復調信号7dと復調信号10bとを、同時にとり出す(ダウンコンバートする)ことが可能となる。
Furthermore, the
また、変調信号周波数ダウンコンバート部800では、第4の経路は、第2の電力分配器806を介して周波数ミキサ810と、電力結合器809を介して周波数ミキサ812とに接続されている。このため、2つの局部発振端子間である第2の電力分配器806および電力結合器809は、繋がってしまう。
In the modulation signal frequency down-
しかしながら、局部発振端子間をつなぐ第4の経路におけるIF基準信号3dの流路は、分割されることなく一線路で構成され、かつ、第4のフィルタ807と増幅器808とにより構成されているので、一方向化と狭帯域化とを同時に達成することが可能となる。
However, the flow path of the
その結果、互いのミキサ(周波数ミキサ810および周波数ミキサ812)への局部発振端子間の入力信号の漏れを小さくすることが可能となる。また、IF基準信号3dの抽出・増幅は、1個の増幅器808で構成できるため、消費電力を小さくすることが可能となる。
As a result, it is possible to reduce the leakage of the input signal between the local oscillation terminals to each other's mixer (
したがって、本実施の形態の無線受信装置500では、3つのフィルタ(第2のフィルタ804、第3のフィルタ805、および第4のフィルタ807)を効果的に配置し不要波の抑圧度を向上させることにより、不要波成分が少ない純度の高い基準信号を抽出し、かつ、複数の復調信号を生成するダウンコンバートを行う際、局部発振端子間の信号の漏れを低減し、かつ、増幅器の数を少なくしているため消費電力の低減を実現することが可能となる。
Therefore, in
また、変調信号周波数ダウンコンバート部800では、図4に示すように、第1の電力分配器803、第2のフィルタ804、第2の電力分配器806、第4のフィルタ807、増幅器808、電力結合器809、および第3のフィルタ805によって、線路ループLが形成される。
Also, in the modulation signal frequency down-
そこで、第1の電力分配器803および電力結合器809は、それぞれの分配ポート821間および結合ポート822間で、それぞれアイソレーションを有していることにより、線路ループLに1個の増幅器が追加されたとしても、追加された増幅器の利得が、第1の電力分配器803の利得と電力結合器809の利得との総和よりも小さければ、線路ループLは、負帰還ループとすることが可能となる。それゆえ、不要・寄生発振を防止することが可能となる。
Therefore, the
例えば、受信系統の中間周波数帯域内において、追加される増幅器の20dBの利得が、第1の電力分配器のアイソレーション13dBと電力結合器809のアイソレーション13dBとの総和(26dB)よりも小さければ、線路ループLは、負帰還ループとすることが可能となり、不要・寄生発振を防止することが可能となる。
For example, if the gain of 20 dB of the added amplifier is smaller than the sum (26 dB) of the isolation 13 dB of the first power distributor and the isolation 13 dB of the
また、第1の電力分配器803および電力結合器809を、それぞれ、ウイルキンソン型電力分配器およびウイルキンソン型電力結合器とすることにより、ウイルキンソン型電力結合器およびウイルキンソン型電力分配器のもつ吸収抵抗によって、アイソレーションをもたせることが可能となる。
Further, the
それゆえ、より広帯域に、かつ、集中定数線路で、線路ループLを構成することが容易となり、小型化すなわち線路ループLのサイズをより小さくすることが可能となる。これにより、線路ループLが形成された際、線路ループLと増幅器808とにおける潜在する発振周波数領域をより高くすることが可能となる。
Therefore, it is easy to configure the line loop L with a wider band and a lumped constant line, and it is possible to reduce the size, that is, the size of the line loop L. Thereby, when the line loop L is formed, the potential oscillation frequency region in the line loop L and the
また、この発振周波数が高くなるため、増幅器808の利得は周波数の増加に伴って小さくなることから、線路ループLと増幅器808とで形成されるループ利得も小さくすることが可能となる。しかも、第1の電力分配器803および電力結合器809が、広帯域にわたってアイソレーションをもつため、潜在ループ利得の領域をさらに小さくすることが可能となる。
Since the oscillation frequency is increased, the gain of the
また、無線受信装置500は、IFダウンコンバート部700の後段、詳細には第1の電力分配器803の前段に、可変増幅器802を設けている。可変増幅器802は、IFダウンコンバート部700での周波数変換に伴う周波数変換利得を増強し、後段からの雑音の影響を抑圧し、さらに入出力インピーダンスの周波数不整合の影響を低減するだけではなく、以下のような効果をもたらす。
In addition, the
つまりは、変調信号周波数ダウンコンバート部800は、本来、無線伝送されてきた無線信号1c、無線信号2c、および無線基準信号3cとから、無線基準信号3cを用いて、信号波を周波数変換する構成である。このため、伝送距離が大きくなり伝送信号も弱くなると、無線伝送されてきた無線信号1c、無線信号2c、および無線基準信号3cがともに減衰する。
That is, the modulation signal frequency down-
上記減衰する現象において、通常のヘテロダイン受信装置では、伝送距離が2倍になると、伝送されてきた信号は6dB低下することがわかっている。これに対し、本実施の形態の無線受信装置500には、基準信号も伝送されてくる。このため、無線受信装置500は、伝送距離が遠くなり基準信号が減衰することによって、周波数ミキサ810・812の局部発振信号(基準信号)が十分振り込まれなくなると、伝送距離に対して12dB減衰する特性を有している。
In the above phenomenon of attenuation, it is known that in a normal heterodyne receiver, when the transmission distance is doubled, the transmitted signal is reduced by 6 dB. On the other hand, a reference signal is also transmitted to
それゆえ、急激な変換損失が大きくなる。このため、周波数ミキサ810・812以後につながる後段の回路や、無線受信装置500に接続されるTV受像機72やビデオレコーダ74中のチューナ部において、雑音の影響を著しく受けやすくなる。
Therefore, rapid conversion loss increases. For this reason, the subsequent stage circuit connected to the
そこで、IFダウンコンバート部700の後段に、可変増幅器802を備えることにより、可変増幅器802は、変調信号周波数ダウンコンバート部800の急激な変換損失の影響を軽減するので、感度特性に優れた特性を実現することが可能となる。すなわち、可変増幅器802から後段の周波数変換に伴う、周波数変換損失の急激な増加を抑制することが可能となる。
Therefore, by providing the
また、本実施の形態の無線受信装置500において、無線伝送距離が小さいところでは、変調信号周波数ダウンコンバート部800の可変増幅器802や、増幅器808、周波数ミキサ810・812の出力信号が、過入力で歪みやすくなることがある。一方で、伝送距離が大きくなると、伝送信号である基準信号、無線信号が、ともに減衰し、急激にレベル低下してしまうことがある。
Further, in
そこで、可変増幅器802が、オートゲインコントロール回路またはセルフバイアス回路を備えていることにより、伝送距離に対して伝送品質をより一定に保つことが可能になる。さらには、無線受信装置500としてのダイナミックレンジを広くすることが可能となる。
Therefore, by providing the
具体的に、例えば、可変増幅器802や、周波数ミキサ810・812が、セルフバイアスで駆動されるマイクロ波トランジスタで構成されるとする。
Specifically, for example, it is assumed that the
そこで、可変増幅器802・周波数ミキサ810・812を、コレクタ(ドレイン)電流を略一定にするようなセルフバイアス回路で構成することによって、可変増幅器802および周波数ミキサ810・812の出力レベルの急激な増加や急激な低下を抑えることが可能となる。
Therefore, the output levels of the
図8は、セルフバイアス回路の、(a)は一構成例を示し、(b)は他の構成例を示す回路図である。 8A is a circuit diagram showing one configuration example, and FIG. 8B is a circuit diagram showing another configuration example.
図8(a)では、セルフバイアス回路は、バイアス回路を含んだ入力整合回路部910、マイクロ波トランジスタ920、および出力整合回路部930により構成されている。マイクロ波トランジスタ920は、FETやバイポーラトランジスタを用いればよく、ベース(ゲート)端子が入力整合回路部910に接続され、コレクタ(ドレイン)端子が出力整合回路部930に接続され、エミッタ(ソース)端子が接地されている。入力整合回路部910には、バイアス回路において電源の接続端子に直列に、例えば、略20kΩ程度の高い抵抗911が挿入される。
In FIG. 8A, the self-bias circuit includes an input
この場合、高いレベルの入力信号においては、コレクタ電流が増加し、べース電流も増加する。そこで、抵抗911により、マイクロ波トランジスタ920のベース・エミッタ間電圧に起電圧を発生させ、実質的にマイクロ波トランジスタ920に印加されるベース・エミッタ間電圧を低下させる。
In this case, for a high level input signal, the collector current increases and the base current also increases. Therefore, the
これにより、マイクロ波トランジスタ920のベース電流を小さくし、コレクタ電流の増加を防ぐことが可能となる。さらに、マイクロ波トランジスタ920の増幅度や変換利得を低下させることも可能となり、出力信号レベルの増加を抑制することが可能となる。
This makes it possible to reduce the base current of the
図8(b)では、セルフバイアス回路は、図8(a)の構成に加えて、マイクロ波トランジスタ920のエミッタ端子が、抵抗921を介して接地され、かつ、容量922を介して接地されている。出力整合回路部930から出力される高周波信号は容量922により、略インピーダンス略0Ωで接地される。また、抵抗921は略数Ωから数10Ωまでの抵抗値を有する。
In FIG. 8B, in addition to the configuration of FIG. 8A, the self-bias circuit is configured such that the emitter terminal of the
この場合、マイクロ波トランジスタ920のコレクタ電流に、高周波信号の大信号が入力された場合、エミッタ端子に接続された抵抗921によって起電圧が発生し、マイクロ波トランジスタ920に実質的に印加されるべース・エミッタ間電圧を低下させるため、コレクタ電流を低下させることが可能となる。
In this case, when a large signal of a high-frequency signal is input to the collector current of the
それゆえ、可変増幅器802および周波数ミキサ810・812では、増幅度や変換利得を低下させ、出力信号レベルの急激な増加を抑えることが可能となる。
Therefore, in the
したがって、可変増幅器802および周波数ミキサ810・812を、セルフバイアス回路とすることにより、無線伝送距離の短い区間から長い区間まで、無線伝送距離に対して伝送品質をより一定に保ったダイナミックレンジの広い無線受信装置500を実現することが可能となる。
Therefore, by using the
とりわけ、可変増幅器802と周波数ミキサ810・812とを同時にセルフバイアス(またはオートゲインコントロール)回路構成することにより、無線受信装置500としてのダイナミックレンジをより一層広くすることが可能となる。それゆえ、伝送距離に対しての伝送信号品質をより一定にすることが可能となる。
In particular, by configuring the
また、周波数ミキサ810・812が、図8(a)(b)に示すように構成される場合、アクティブミキサとして構成されている。
When the
アクティブミキサは、トランジスタやFETなどの能動素子を用いたミキサ回路であり、それぞれの半導体素子が持つ非線形特性を利用して周波数変換が行われる。アクティブミキサは能動素子を用いるので、周波数変換を行うのと同時に、増幅を行うことができる。また、アクティブミキサでは、変換利得(Conversion Gain)を得ることができる。さらに、アクティブミキサは、ダイオードを用いた受動ミキサのように、局部発振信号電力によって駆動する構成ではないので、一般に、局部発振信号電力は小さくて済む。 An active mixer is a mixer circuit using active elements such as transistors and FETs, and frequency conversion is performed using the nonlinear characteristics of each semiconductor element. Since the active mixer uses active elements, amplification can be performed simultaneously with frequency conversion. Further, the active mixer can obtain a conversion gain. Furthermore, since the active mixer is not configured to be driven by the local oscillation signal power unlike a passive mixer using a diode, generally, the local oscillation signal power may be small.
周波数ミキサ810・812をアクティブミキサとして、ベース注入ミキサ(FETの場合、ゲート注入ミキサ)で構成することによって、アクティブミキサが有する利得により、上記伝送されてきたより小さい基準信号でも、周波数ミキサ810・812の局部発振信号として用いて駆動することが可能となる。それゆえ、通常のダイオードミキサなどの受動ミキサと比較しても、より線形性が高く、かつ、変換損の小さい周波数ミキサ810・812を構成することが可能となる。
By configuring the
すなわち、前記実施の形態1の無線送信装置100からは、基準信号も無線信号に含めて無線伝送されるため、伝送距離が遠くなると、周波数ミキサ810・812の局部発振信号となる基準信号も弱くなってしまう。
That is, since the reference signal is also wirelessly transmitted from the
そこで、マイクロ波トランジスタを用いたアクティブミキサにより、周波数ミキサ810・812を構成することによって、局部発振信号となる基準信号を、より低レベル(例えば、−10dBm程度〜0dBm)で入力させても、入力・出力の関係に、略線形領域の動作をさせることが可能となる。それゆえ、上述した伝送距離に対して12dB減衰する特性を極力避けることが可能となる。
Therefore, by configuring the
ここで、前記実施の形態1の無線送信装置100、および、本実施の形態2の無線受信装置500を構成することにより、マイクロ波・ミリ波領域において広帯域無線伝送を行うことができる無線通信システムを形成することが可能となる。
Here, by configuring the
上記無線送信装置100は、基準信号源241から出力された基準信号3aの信号レベルを調整する可変増幅器242を備えている。これにより、可変増幅器242にてレベル調整された基準信号3bを、無線多重信号5aに付加することが可能となる。それゆえ、無線送信装置100を構成する回路のバラツキを、可変増幅器242にて基準信号の信号レベルを調整することによって補正し、送信出力を一定にすることが可能となる。
The
しかも、無線受信装置500は、より一定の信号を受信することが可能となり、歩留まり特性に優れた無線送信装置100および無線受信装置500を構成することが可能となる。それゆえ、より安定した伝送特性を有する無線通信システムを構成することが可能となる。
In addition, the
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1,2と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1,2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described as follows. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first and second embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first and second embodiments are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
本実施の形態では、前記実施の形態2の無線受信装置500、または前記実施の形態1の無線送信装置100と上記無線受信装置500とで構成される無線通信システムを備えた電子機器について説明する。
In this embodiment, an electronic device including a wireless communication system configured by the
本実施の形態の電子機器は、上記無線受信装置500、または上記通信システムを備えている。それゆえ、上記無線送信装置100および上記無線受信装置500は、マイクロ波・ミリ波領域による広帯域無線伝送を行うことが可能となる。
The electronic apparatus according to the present embodiment includes the
また、本実施の形態の電子機器では、無線受信装置500、または無線通信システム中の無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行う。ここで、上記出力とは、映像の表示や、音声の出力などを含み、上記電子機器とは録音、録画、映像の表示、および/または音声の出力などを行う機器のことである。
In the electronic device of this embodiment, the
例えば、電子機器が図4に示されるTV受像機72である場合、TV受像機72内に、無線受信装置500が含まれる構成としてもよい。この場合、無線受信装置500が、周波数ダウンコンバートして生成した復調信号、すなわち映像信号・音声信号などを、TV受像機72の表示画面に表示したり、音声出力を行う。
For example, when the electronic device is the
また、電子機器が図4に示されるビデオレコーダ74である場合、ビデオレコーダ74内に、無線受信装置500が含まれる構成としてもよい。この場合、無線受信装置500が、周波数ダウンコンバートして生成した復調信号、すなわち放送信号などを、ビデオレコーダ74の記録部に記録や、録音、録画を行う。
When the electronic device is the
さらに、電子機器が上記無線通信システムを備える場合、例えば、無線送信装置100を備えるアンテナ受信機と、無線受信装置500を備える映像再生記録装置などとをセットにした電子機器が構成される。
Furthermore, when the electronic device includes the wireless communication system, for example, an electronic device in which an antenna receiver including the
本無線通信システムは、マイクロ波・ミリ波領域による広帯域無線伝送のため、無線通信システムおよび無線受信装置500自体には、圧縮・伸張などのデジタル信号処理を備えさせる必要は無い。
Since this wireless communication system is broadband wireless transmission in the microwave / millimeter wave region, the wireless communication system and the
しかも、本無線通信システムは、1つの基準信号に基づいて、アップコンバートおよびダウンコンバートを行うシステムのために、無線送信装置100および無線受信装置500で構成される無線通信システムにおいては、各局部発振器の周波数変動に伴う周波数の変動を調整するAFC(自動周波数制御)部を必要としない。それゆえ、電子機器の小型化および低コスト化が可能となる。
In addition, this wireless communication system is a system that performs up-conversion and down-conversion based on one reference signal. In the wireless communication system that includes the
さらに、上記構成の電子機器は、ワイヤレスで映像信号などを出力、または記録できるため、アンテナのケーブル配線が簡易になる。また、例えば、映像信号が放送信号の多チャンネル放送であれば、多チャンネルの放送信号を一度に無線伝送することが可能となる。このため、複数の電子機器、例えば、TV受像機72やビデオレコーダ74には、異なったチャンネルを独立して同時に表示し、記録することが可能となる。
Furthermore, since the electronic device having the above configuration can output or record a video signal or the like wirelessly, the cable wiring of the antenna is simplified. For example, if the video signal is a multi-channel broadcast of a broadcast signal, the multi-channel broadcast signal can be wirelessly transmitted at a time. Therefore, different channels can be simultaneously displayed and recorded on a plurality of electronic devices, for example, the
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、通信用データ信号や、放送用データ信号などを無線通信可能なマイクロ波・ミリ波帯の無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、および電子機器に用いることができるが、これに限らず、その他の分野にも適用することができる。例えば、車載レーダなどのレーダ・センシング技術分野などに適用することができる。 The present invention can be used for a microwave / millimeter wave wireless transmission device, a wireless reception device, a wireless communication system, and an electronic device capable of wirelessly communicating a communication data signal, a broadcast data signal, and the like. The present invention can be applied to other fields as well. For example, it can be applied to the field of radar sensing technology such as in-vehicle radar.
51 地上波放送用アンテナ
52 衛星放送用アンテナ
71,73 衛星放送用・地上波放送用チューナ
72 TV受像機(電子機器)
74 ビデオレコーダ(電子機器)
100 無線送信装置
101 入力部
200 IFアップコンバート部(第1アップコンバート手段)
210 分波器
220,230 IFアップコンバータ(第3アップコンバート手段)
221,231 可変増幅器(入力信号レベル調整手段)
222,232 ミキサ
223,233 バンドパスフィルタ
240 基準信号付加部
241 基準信号源
242 可変増幅器
250 電力合成器(多重信号生成手段)
300 ミリ波周波数アップコンバート部(第2アップコンバート手段)
400 送信アンテナ
500 無線受信装置
501 出力部
502 出力部
600 受信アンテナ
700 IFダウンコンバート部(第1ダウンコンバート手段)
800 変調信号周波数ダウンコンバート部(第2ダウンコンバート手段)
801 第1のフィルタ
802 可変増幅器(第1増幅手段)
803 第1の電力分配器(第1分配手段)
804 第2のフィルタ(第1抽出手段)
805 第3のフィルタ(第3抽出手段)
806 第2の電力分配器(第2分配手段)
807 第4のフィルタ(第2抽出手段)
808 増幅器
809 電力結合器(電力結合手段)
810 周波数ミキサ(第3ダウンコンバート手段)
811 低周波フィルタ
812 周波数ミキサ(第4ダウンコンバート手段)
813 低周波フィルタ
821 分配ポート
822 結合ポート
910 入力整合回路部
920 マイクロ波トランジスタ
930 出力整合回路部
51 Antenna for
74 Video recorder (electronic equipment)
DESCRIPTION OF
210 duplexer 220,230 IF upconverter (third upconversion means)
221, 231 Variable amplifier (input signal level adjusting means)
222, 232
300 mm-wave frequency up-conversion unit (second up-conversion means)
400 transmitting
800 Modulation signal frequency down-conversion unit (second down-conversion means)
801
803 First power distributor (first distribution means)
804 Second filter (first extraction means)
805 Third filter (third extraction means)
806 Second power distributor (second distribution means)
807 Fourth filter (second extraction means)
808
810 Frequency mixer (third down-conversion means)
811
813
Claims (12)
上記第1アップコンバート手段は、
上記複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号をアップコンバートする前に、当該複数系列の入力信号の信号レベルを調整する入力信号レベル調整手段を備えることを特徴とする無線送信装置。 A first up-converting unit that up-converts a plurality of series of input signals using a reference signal, and a multiplexed signal that generates a multiplexed signal by combining power of the signal output from the first up-converting unit and the reference signal Generating means, and second up-converting means for up-converting the multiplexed signal output from the multiplexed signal generating means to approximately the microwave band or more using a local transmission signal, and output from the second up-converting means A wireless transmission device for transmitting a wireless multiplexed signal,
The first up-conversion means includes
Radio transmission characterized by comprising input signal level adjusting means provided for each of the plurality of series of input signals and for adjusting a signal level of the plurality of series of input signals before up-converting the plurality of series of input signals. apparatus.
上記複数系列の入力信号毎に設けられ、当該複数系列の入力信号毎に上記基準信号を用いてアップコンバートする第3アップコンバート手段を備え、
上記多重信号生成手段は、上記第3アップコンバート手段から出力された各信号と上記基準信号とを電力合成して、上記多重信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の無線送信装置。 The first up-conversion means includes
A third up-conversion unit that is provided for each of the plurality of series of input signals and performs up-conversion using the reference signal for each of the plurality of series of input signals;
2. The radio transmission apparatus according to claim 1, wherein the multiple signal generation unit generates the multiple signal by combining the power of each signal output from the third up-conversion unit and the reference signal. 3. .
上記第2ダウンコンバート手段は、
上記第1ダウンコンバート手段から出力された中間周波数多重信号を、復調する信号数に応じた複数の経路に分配する第1分配手段と、
上記第1分配手段により分配された複数の経路のうちの1つである第1経路に、上記中間周波数多重信号から基準信号を含む第1中間周波数信号を抽出する第1抽出手段と、
上記第1抽出手段から出力された信号を、第2経路と第3経路とに分配する第2分配手段と、
上記第2経路に、上記基準信号を含む第1中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第3ダウンコンバート手段と、
上記第3経路に、上記基準信号を含む第1中間周波数信号から当該基準信号のみを抽出する第2抽出手段と、
上記第1分配手段により分配された第1経路以外の経路毎に設けられ、上記中間周波数多重信号から復調する信号となる第2中間周波数信号を抽出する第3抽出手段と、
上記第3抽出手段から出力される第2中間周波数信号毎に設けられ、当該第3抽出手段から出力される第2中間周波数信号に、上記第2抽出手段から出力される基準信号を電力結合する電力結合手段と、
上記電力結合手段から出力される基準信号を含む第2中間周波数信号毎に設けられ、当該電力結合手段から出力される基準信号を含む第2中間周波数信号を、当該基準信号を用いて復調する周波数にダウンコンバートする第4ダウンコンバート手段とを備えることを特徴とする無線受信装置。 First down-converting means for down-converting a radio multiplexed signal including the received reference signal using a local oscillation signal, and a frequency for demodulating the intermediate frequency multiplexed signal output from the first down-converting means using the reference signal A second down-converting means for down-converting the signal to the radio receiver, and outputting a demodulated signal output from the second up-converting means,
The second down-conversion means includes
First distributing means for distributing the intermediate frequency multiplexed signal output from the first down-converting means to a plurality of paths according to the number of signals to be demodulated;
First extraction means for extracting a first intermediate frequency signal including a reference signal from the intermediate frequency multiplexed signal into a first path that is one of a plurality of paths distributed by the first distribution means;
Second distribution means for distributing the signal output from the first extraction means to the second path and the third path;
Third down-converting means for down-converting the first intermediate frequency signal including the reference signal into the second path to a frequency demodulated using the reference signal;
Second extraction means for extracting only the reference signal from the first intermediate frequency signal including the reference signal in the third path;
A third extraction unit that is provided for each path other than the first path distributed by the first distribution unit and extracts a second intermediate frequency signal to be demodulated from the intermediate frequency multiplexed signal;
Provided for each second intermediate frequency signal output from the third extraction means and power-couples the reference signal output from the second extraction means to the second intermediate frequency signal output from the third extraction means. Power coupling means;
A frequency which is provided for each second intermediate frequency signal including the reference signal output from the power combining means and demodulates the second intermediate frequency signal including the reference signal output from the power combining means using the reference signal. And a fourth down-converting means for down-converting to the radio receiving apparatus.
上記電力結合手段は、結合ポート間でアイソレーションを有することを特徴とする請求項4に記載の無線受信装置。 The first distribution means has isolation between distribution ports;
The radio receiving apparatus according to claim 4, wherein the power coupling means has isolation between coupling ports.
上記電力結合手段は、ウイルキンソン型電力結合器であることを特徴とする請求項5に記載の無線受信装置。 The first distribution means is a Wilkinson power distributor,
6. The wireless receiver according to claim 5, wherein the power coupling means is a Wilkinson power coupler.
上記第1分配手段の前段に、上記第1ダウンコンバート手段から出力された信号を増幅および調整する第1増幅手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の無線受信装置。 The second down-conversion means includes
4. The radio receiving apparatus according to claim 3, further comprising a first amplifying unit that amplifies and adjusts the signal output from the first down-converting unit before the first distributing unit.
上記無線受信装置、または上記無線通信システムに構成されている無線受信装置が、周波数ダウンコンバートして生成する復調信号を、記録、出力、または、記録および出力の両方を行うことを特徴とする電子機器。 An electronic device comprising the wireless reception device according to any one of claims 3 to 11, or the wireless communication system according to claim 11.
An electronic device characterized in that the radio reception device or the radio reception device configured in the radio communication system records, outputs, or both records and outputs a demodulated signal generated by frequency down-conversion. machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006296829A JP4699336B2 (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Wireless receiver and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006296829A JP4699336B2 (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Wireless receiver and electronic device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008118176A true JP2008118176A (en) | 2008-05-22 |
JP4699336B2 JP4699336B2 (en) | 2011-06-08 |
Family
ID=39503811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006296829A Expired - Fee Related JP4699336B2 (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Wireless receiver and electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4699336B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074276A (en) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Sharp Corp | Millimeter wave transmission and reception system |
WO2011047703A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | St-Ericsson Ab | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
JP2013093756A (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Sharp Corp | Transmission device, reception device and communication system |
JP2014022812A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Sharp Corp | Millimeter wave module, millimeter wave transmission device, and millimeter wave receiving device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2814303A1 (en) | 2013-04-26 | 2014-10-26 | Cellphone-Mate, Inc. | Apparatus and methods for radio frequency signal boosters |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005039762A (en) * | 2003-06-30 | 2005-02-10 | Sharp Corp | Microwave band radio transmitting apparatus, microwave band radio receiving apparatus, microwave band radio communication system and electronic apparatus |
-
2006
- 2006-10-31 JP JP2006296829A patent/JP4699336B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005039762A (en) * | 2003-06-30 | 2005-02-10 | Sharp Corp | Microwave band radio transmitting apparatus, microwave band radio receiving apparatus, microwave band radio communication system and electronic apparatus |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074276A (en) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Sharp Corp | Millimeter wave transmission and reception system |
WO2011047703A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | St-Ericsson Ab | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
EP2983289A1 (en) * | 2009-10-23 | 2016-02-10 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
US9825590B2 (en) | 2009-10-23 | 2017-11-21 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
EP3346606A1 (en) * | 2009-10-23 | 2018-07-11 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
US10411650B2 (en) | 2009-10-23 | 2019-09-10 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
US10826433B2 (en) | 2009-10-23 | 2020-11-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Passive mixer with reduced second order intermodulation |
JP2013093756A (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Sharp Corp | Transmission device, reception device and communication system |
JP2014022812A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Sharp Corp | Millimeter wave module, millimeter wave transmission device, and millimeter wave receiving device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4699336B2 (en) | 2011-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1128556B1 (en) | Cable modem tuner | |
US8055223B2 (en) | Radio receiver | |
JP6009251B2 (en) | Millimeter wave transmission module and millimeter wave transmission device | |
JP4138758B2 (en) | Wireless receiver, wireless communication system, and electronic device | |
JP3876154B2 (en) | Millimeter-wave wireless transmitter, millimeter-wave wireless receiver, and millimeter-wave communication system | |
JP4699336B2 (en) | Wireless receiver and electronic device | |
JP3996902B2 (en) | Microwave band radio receiver and microwave band radio communication system | |
KR100714568B1 (en) | Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting eceiver | |
JP5808644B2 (en) | Receiving apparatus and communication system | |
US11888507B2 (en) | Wideband receivers and methods of operation | |
JP2004235758A (en) | Millimeter wave transmission/reception system, millimeter wave transmitter, millimeter wave receiver and satellite broadcast receiving antenna | |
EP1717948A1 (en) | Wideband phase shift device | |
JP4138639B2 (en) | Microwave wireless communication system and electronic device | |
JP4385661B2 (en) | TV multidirectional receiver | |
JP4074807B2 (en) | Millimeter-wave transmission / reception system, transmission device, and reception device | |
JP4250125B2 (en) | Wireless transmission device | |
JP2002247461A (en) | Tuner for receiving digital broadcast | |
JP2003283352A (en) | High frequency receiver | |
JP2002290942A (en) | Tuner for cable modem | |
JP4142938B2 (en) | Millimeter-wave transmission / reception system, transmission device, and reception device | |
JP5169677B2 (en) | Receiver | |
JP4486608B2 (en) | Microwave band radio transmitter, microwave band radio receiver and microwave band radio transceiver system | |
JP2004173111A (en) | Millimeter-wave band transceiver system, transmitter and receiver | |
JP5215082B2 (en) | Millimeter wave transmitter and millimeter wave transceiver system | |
JP2001285097A (en) | Receiver for multiplexed broadcasting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101214 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110302 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4699336 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |