JP2008278035A - Quadrature modulator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain excellent modulation precision by a quadrature modulator using even-harmonic mixers. <P>SOLUTION: A 1/4-wavelength line (ÐRF frequency) 13 as a first impedance transforming means, and a resistance 10, a 1/4-wavelength line (ÐLO frequency) 11, and a ground 12 as a second impedance transforming means are added to the quadrature modulator using the even-harmonic mixers 5 and 6. When the value of the resistance 10 is set to the same value as that of input impedance of an in-phase distributor 4, impedance matching of a front stage of the in-phase distributor 4 at an RF frequency becomes possible, and while a low-pass filter (π type) 3 is used, isolation between the two even-harmonic mixers 5 and 6 can be secured, thereby obtaining excellent modulation precision. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は直交変調器に関し、特に、無線通信システムあるいはレーダシステムの送受信装置等に用いられる直交変調器に関するものである。   The present invention relates to a quadrature modulator, and more particularly to a quadrature modulator used in a radio communication system or a radar system transmission / reception device.

従来の直交変調器の構成を図5に示す。図5において、1は局部発振波(LO信号)を発生する局部発振器(以後、LOと記す)、2はLO1から出力されるLO信号を増幅する増幅器、3は増幅器2が出力するLO信号を通過させる低域通過フィルタ(π型)、4は低域通過フィルタ(π型)3が出力するLO信号を等位相、等振幅で2つに分配する同相分配器、5は同相分配器4から出力される分配された一方のLO信号と後述するIチャネルベースバンド信号生成部7から出力されるIF信号(IF:Intermediate Frequency)のI成分(ベースバンド信号)とを混合してRF信号(RF:Radio Frequency)を出力する第1の偶高調波ミクサ、6は同じく同相分配器4から出力される分配された他方のLO信号と後述するQチャネルベースバンド信号生成部8から出力されるIF信号のQ成分(ベースバンド信号)とを混合してRF信号を出力する第2の偶高調波ミクサ、7は第1の偶高調波ミクサ5にベースバンド帯のIF信号のI成分を出力するIチャネルベースバンド信号生成部、8は第2の偶高調波ミクサ6にベースバンド帯のIF信号のQ成分を出力するQチャネルベースバンド信号生成部、9は第1の偶高調波ミクサ5が出力するRF信号と第2の偶高調波ミクサ6が出力するRF信号を略々90°の位相差で合成する90°合成器である。このように、第1の偶高調波ミクサ5と第2の偶高調波ミクサ6とは互いに並列になるように、同相分配器4と90°合成器9との間に接続されている。また、I成分およびQ成分は互いに直交するベースバンド帯の信号である。   The configuration of a conventional quadrature modulator is shown in FIG. In FIG. 5, 1 is a local oscillator that generates a local oscillation wave (LO signal) (hereinafter referred to as LO), 2 is an amplifier that amplifies the LO signal output from LO1, and 3 is an LO signal that is output from amplifier 2. A low-pass filter (π type) that passes through 4 is an in-phase distributor that distributes the LO signal output from the low-pass filter (π type) 3 into two with equal phase and equal amplitude, and 5 is from the in-phase distributor 4. One of the distributed LO signals to be output and an I component (baseband signal) of an IF signal (IF: Intermediate Frequency) output from an I channel baseband signal generation unit 7 described later are mixed to generate an RF signal (RF : The first even harmonic mixer that outputs (Radio Frequency), 6 is the other distributed LO signal output from the in-phase distributor 4 and the IF signal output from the Q channel baseband signal generation unit 8 to be described later Q of A second even harmonic mixer that outputs an RF signal by mixing the signal (baseband signal), and an I channel base that outputs an I component of the baseband IF signal to the first even harmonic mixer 5 A band signal generation unit, 8 is a Q channel baseband signal generation unit that outputs the Q component of the baseband IF signal to the second even harmonic mixer 6, and 9 is an RF output by the first even harmonic mixer 5. The 90 ° synthesizer synthesizes the signal and the RF signal output from the second even harmonic mixer 6 with a phase difference of approximately 90 °. Thus, the first even harmonic mixer 5 and the second even harmonic mixer 6 are connected between the in-phase distributor 4 and the 90 ° combiner 9 so as to be in parallel with each other. The I component and the Q component are baseband signals orthogonal to each other.

図5の構成においては、通常の基本波ミクサの代わりに偶高調波ミクサ6を用いることにより、LO1の周波数を通常の1/2にすることができる。さらに、偶高調波ミクサ6は偶数次歪みの発生を大きく抑制することができるため、この場合、スプリアスとして問題となるLO信号の2倍の周波数成分を非常に低レベルとすることができ、結果として変調精度の向上が可能となる。   In the configuration of FIG. 5, the frequency of LO1 can be halved by using the even harmonic mixer 6 instead of the normal fundamental wave mixer. Furthermore, since the even harmonic mixer 6 can greatly suppress the occurrence of even-order distortion, in this case, the frequency component twice the LO signal, which is a problem as spurious, can be set to a very low level. As a result, the modulation accuracy can be improved.

この効果を最大限得るには、LO1及び増幅器2にて発生する2倍波を偶高調波ミクサ6に入力しないことが重要となる。図5における低域通過フィルタ(π型)3はその役割を果たすものである(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   In order to obtain this effect to the maximum, it is important not to input the second harmonic generated by the LO 1 and the amplifier 2 to the even harmonic mixer 6. The low-pass filter (π-type) 3 in FIG. 5 plays its role (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平8−242261号公報(特に、第1頁記載の要約書の[効果]欄、第2頁記載の請求項11及び第16頁記載の段落[0182])JP-A-8-242261 (particularly, the [Effect] column of the summary described on page 1; claim 11 described on page 2; and paragraph [0182] on page 16) 特開2000−252753号公報(特に、第14頁記載の図16、第15頁記載の図19及び第16頁記載の図27)JP-A-2000-252753 (particularly, FIG. 16 described on page 14; FIG. 19 described on page 15; and FIG. 27 described on page 16)

一般に、直交変調器において、良好な変調精度を得るためには、2つのミクサ間のアイソレーションを確保することが重要となる。しかしながら、上述した従来の直交変調器では、図6に示すように、無線周波数(以後RFと記す)における低域通過フィルタ(π型)3の出力インピーダンスはほぼゼロとなるため、2つのミクサ間のアイソレーションは極端に劣化してしまうという問題点があった。   In general, in order to obtain good modulation accuracy in a quadrature modulator, it is important to ensure isolation between two mixers. However, in the conventional quadrature modulator described above, as shown in FIG. 6, the output impedance of the low-pass filter (π-type) 3 at the radio frequency (hereinafter referred to as RF) is almost zero, and therefore, between the two mixers. There was a problem that the isolation of this would be extremely deteriorated.

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、偶高調波ミクサを用いた直交変調器において、低域通過フィルタ(π型)を使用し且つ2つの偶高調波ミクサ間のアイソレーションを確保することが可能な直交変調器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and in a quadrature modulator using an even harmonic mixer, a low-pass filter (π type) is used and between two even harmonic mixers. It is an object of the present invention to obtain a quadrature modulator capable of ensuring isolation.

この発明は、局部発振波を発生する局部発振器と、前記局部発振器から出力される局部発振波信号を増幅する増幅器と、前記増幅器が出力する局部発振波信号を通過させる低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタから出力される前記局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを略々無限大に変成する第1のインピーダンス変成手段と、前記第1のインピーダンス変成手段に接続された抵抗を有し、前記第1のインピーダンス変成手段によって出力インピーダンスが変成された前記局部発振波信号のLO周波数における出力インピーダンスを無限大にし、当該局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを前記抵抗の値と同じ値に変成する第2のインピーダンス変成手段と、前記第1および第2のインピーダンス変成手段によってインピーダンスが変成された局部発振波信号を等位相および等振幅で2つに分配する同相分配器と、IF信号のI成分を出力するIチャネルベースバンド信号生成部と、IF信号のQ成分を出力するQチャネルベースバンド信号生成部と、前記同相分配器により分配されたLO信号の一方と前記Iチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のI成分とを混合して第1のRF信号を出力する第1の偶高調波ミクサと、前記同相分配器により分配されたLO信号の他方と前記Qチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のQ成分とを混合して第2のRF信号を出力する第2の偶高調波ミクサと、前記第1の偶高調波ミクサが出力する第1のRF信号と前記第2の偶高調波ミクサが出力する第2のRF信号とを略々90°の位相差で合成する90°合成器とを備えた直交変調器である。   The present invention relates to a local oscillator that generates a local oscillation wave, an amplifier that amplifies a local oscillation wave signal output from the local oscillator, a low-pass filter that passes a local oscillation wave signal output from the amplifier, A first impedance transformer for transforming an output impedance at an RF frequency of the local oscillation wave signal output from the low-pass filter to substantially infinite; and a resistor connected to the first impedance transformer. The output impedance at the LO frequency of the local oscillation wave signal whose output impedance is transformed by the first impedance transformation means is made infinite, and the output impedance at the RF frequency of the local oscillation wave signal is the same value as the value of the resistor. Second impedance transformation means for transforming into the first impedance and the second impedance An in-phase distributor that distributes the local oscillation wave signal whose impedance is transformed by the transforming means into two in equal phase and equal amplitude, an I channel baseband signal generation unit that outputs an I component of the IF signal, and a Q of the IF signal A Q channel baseband signal generation unit that outputs a component, a first LO signal distributed by the in-phase distributor and an I component of an IF signal output from the I channel baseband signal generation unit, A first even harmonic mixer that outputs an RF signal, the other LO signal distributed by the in-phase distributor, and the Q component of the IF signal output from the Q channel baseband signal generator A second even harmonic mixer that outputs a second RF signal; a first RF signal that is output from the first even harmonic mixer; and a second that is output from the second even harmonic mixer. And F signal is a quadrature modulator and a 90 ° combiner for combining with a phase difference of approximately 90 °.

この発明は、局部発振波を発生する局部発振器と、前記局部発振器から出力される局部発振波信号を増幅する増幅器と、前記増幅器が出力する局部発振波信号を通過させる低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタから出力される前記局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを略々無限大に変成する第1のインピーダンス変成手段と、前記第1のインピーダンス変成手段に接続された抵抗を有し、前記第1のインピーダンス変成手段によって出力インピーダンスが変成された前記局部発振波信号のLO周波数における出力インピーダンスを無限大にし、当該局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを前記抵抗の値と同じ値に変成する第2のインピーダンス変成手段と、前記第1および第2のインピーダンス変成手段によってインピーダンスが変成された局部発振波信号を等位相および等振幅で2つに分配する同相分配器と、IF信号のI成分を出力するIチャネルベースバンド信号生成部と、IF信号のQ成分を出力するQチャネルベースバンド信号生成部と、前記同相分配器により分配されたLO信号の一方と前記Iチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のI成分とを混合して第1のRF信号を出力する第1の偶高調波ミクサと、前記同相分配器により分配されたLO信号の他方と前記Qチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のQ成分とを混合して第2のRF信号を出力する第2の偶高調波ミクサと、前記第1の偶高調波ミクサが出力する第1のRF信号と前記第2の偶高調波ミクサが出力する第2のRF信号とを略々90°の位相差で合成する90°合成器とを備えた直交変調器であるので、偶高調波ミクサを用いた直交変調器において、低域通過フィルタ(π型)を使用しながら、且つ、2つの偶高調波ミクサ間のアイソレーションを確保することが可能となる。   The present invention relates to a local oscillator that generates a local oscillation wave, an amplifier that amplifies a local oscillation wave signal output from the local oscillator, a low-pass filter that passes a local oscillation wave signal output from the amplifier, A first impedance transformer for transforming an output impedance at an RF frequency of the local oscillation wave signal output from the low-pass filter to substantially infinite; and a resistor connected to the first impedance transformer. The output impedance at the LO frequency of the local oscillation wave signal whose output impedance is transformed by the first impedance transformation means is made infinite, and the output impedance at the RF frequency of the local oscillation wave signal is the same value as the value of the resistor. Second impedance transformation means for transforming into the first impedance and the second impedance An in-phase distributor that distributes the local oscillation wave signal whose impedance is transformed by the transforming means into two in equal phase and equal amplitude, an I channel baseband signal generation unit that outputs an I component of the IF signal, and a Q of the IF signal A Q channel baseband signal generation unit that outputs a component, a first LO signal distributed by the in-phase distributor and an I component of an IF signal output from the I channel baseband signal generation unit, A first even harmonic mixer that outputs an RF signal, the other LO signal distributed by the in-phase distributor, and the Q component of the IF signal output from the Q channel baseband signal generator A second even harmonic mixer that outputs a second RF signal; a first RF signal that is output from the first even harmonic mixer; and a second that is output from the second even harmonic mixer. Since the quadrature modulator includes a 90 ° synthesizer that synthesizes the F signal with a phase difference of approximately 90 °, a low-pass filter (π type) is provided in the quadrature modulator using an even harmonic mixer. It is possible to ensure isolation between the two even harmonic mixers while in use.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る直交変調器の構成を図1に示す。図1において、1〜9は図5に示した従来の直交変調器と同一のものであるため、ここでは説明を省略する。また、図1において、10は、同相分配器4と並列になるように後述する1/4波長線路(@RF周波数)13に接続された抵抗、11は抵抗10に接続された1/4波長線路(@LO周波数)、12は1/4波長線路(@LO周波数)11が接続されたグラウンド、13は低域通過フィルタ(π型)3と同相分配器4との間に接続された1/4波長線路(@RF周波数)である。なお、ここで、1/4波長線路(@RF周波数)13は第1のインピーダンス変成手段を構成している。また、抵抗10と、グラウンド12に接地されている1/4波長線路(@LO周波数)11とは、第2のインピーダンス変成手段を構成している。
Embodiment 1 FIG.
The configuration of the quadrature modulator according to Embodiment 1 of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, reference numerals 1 to 9 are the same as those of the conventional quadrature modulator shown in FIG. In FIG. 1, 10 is a resistor connected to a quarter-wave line (@RF frequency) 13 described later so as to be in parallel with the in-phase distributor 4, and 11 is a quarter wavelength connected to the resistor 10. Line (@LO frequency), 12 is a ground to which a quarter-wave line (@LO frequency) 11 is connected, 13 is connected between a low-pass filter (π type) 3 and an in-phase distributor 4 / 4 wavelength line (@RF frequency). Here, the quarter wavelength line (@RF frequency) 13 constitutes a first impedance transformation means. The resistor 10 and the quarter wavelength line (@LO frequency) 11 grounded to the ground 12 constitute a second impedance transformation means.

次に図2を用いて本実施の形態1に係る直交変調器の動作について説明する。まず、局部発振器(以後、LOと記す)1が局部発振波(LO信号)を発生する。増幅器2は、LO1から出力されるLO信号を増幅する。低域通過フィルタ3は、増幅器2が出力する増幅されたLO信号のうち、予め設定された所望の帯域のLO信号のみを抽出して通過させる。次に、第1のインピーダンス変成手段である、1/4波長線路(@RF周波数)13は、低域通過フィルタ3を通過したLO信号のRF周波数における出力インピーダンスを無限大に変成する。次に、第2のインピーダンス変成手段である、抵抗10、1/4波長線路(@LO周波数)11、および、グラウンド12が、1/4波長線路(@RF周波数)13によって出力インピーダンスが変成されたLO信号のLO周波数における出力インピーダンスを無限大にし、当該LO信号のRF周波数における出力インピーダンスを抵抗10と同じ値に変成して、同相分配器4に入力する。同相分配器4は、入力されたLO信号を等位相、等振幅で2つに分配する。同相分配器4から出力される分配された一方のLO信号は第1の偶高調波ミクサ5に入力され、他方のLO信号は第2の偶高調波ミクサ6に入力される。第1の偶高調波ミクサ5は、同相分配器4から入力された分配された一方のLO信号とIチャネルベースバンド信号生成部7から出力されるIF信号のI成分とを混合してRF信号を出力する。第2の偶高調波ミクサ6は、同相分配器4から入力された分配された他方のLO信号とIQチャネルベースバンド信号生成部8から出力されるIF信号のQ成分とを混合してRF信号を出力する。第1の偶高調波ミクサ5が出力するRF信号と第2の偶高調波ミクサ6が出力するRF信号とは90°合成器9に入力され、90°合成器9により略々90°の位相差で合成される。   Next, the operation of the quadrature modulator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. First, a local oscillator (hereinafter referred to as LO) 1 generates a local oscillation wave (LO signal). The amplifier 2 amplifies the LO signal output from the LO1. The low-pass filter 3 extracts and passes only an LO signal in a desired band set in advance from the amplified LO signal output from the amplifier 2. Next, a ¼ wavelength line (@RF frequency) 13, which is a first impedance transformation means, transforms the output impedance at the RF frequency of the LO signal that has passed through the low-pass filter 3 to infinity. Next, the output impedance of the resistor 10, the quarter wavelength line (@LO frequency) 11 and the ground 12, which are the second impedance transformation means, is transformed by the quarter wavelength line (@RF frequency) 13. The output impedance of the LO signal at the LO frequency is set to infinity, and the output impedance of the LO signal at the RF frequency is transformed to the same value as that of the resistor 10 and input to the in-phase distributor 4. The in-phase distributor 4 distributes the input LO signal into two with equal phase and equal amplitude. One distributed LO signal output from the in-phase distributor 4 is input to the first even harmonic mixer 5, and the other LO signal is input to the second even harmonic mixer 6. The first even harmonic mixer 5 mixes one distributed LO signal input from the in-phase distributor 4 with the I component of the IF signal output from the I channel baseband signal generation unit 7 to generate an RF signal. Is output. The second even harmonic mixer 6 mixes the other distributed LO signal input from the in-phase distributor 4 with the Q component of the IF signal output from the IQ channel baseband signal generator 8 to generate an RF signal. Is output. The RF signal output from the first even harmonic mixer 5 and the RF signal output from the second even harmonic mixer 6 are input to the 90 ° synthesizer 9, and the 90 ° synthesizer 9 has a position of approximately 90 °. Synthesized by phase difference.

RF周波数において、低域通過フィルタ(π型)3の出力インピーダンスはほぼゼロであるが、本実施の形態においては、1/4波長線路(@RF周波数)13がインピーダンス変成器(SHORT⇔OPEN)として動作するため、1/4波長線路(@RF周波数)13の出力インピーダンスはほぼ無限大となる。   At the RF frequency, the output impedance of the low-pass filter (π-type) 3 is almost zero. In the present embodiment, the quarter wavelength line (@RF frequency) 13 is an impedance transformer (SHORT⇔OPEN). Therefore, the output impedance of the ¼ wavelength line (@RF frequency) 13 becomes almost infinite.

一方、1/4波長線路(@LO周波数)11は、LO周波数においてはインピーダンス変成器(SHORT⇔OPEN)として動作し、RF周波数においては、fRF≒2×fLOなため、1/2波長線路となり、前後のインピーダンスを保存する。よって、抵抗10、1/4波長線路(@LO周波数)11、及び、グラウンド12により構成されるシャント回路のインピーダンスは、LO周波数においては無限大、RF周波数においては抵抗10の値となる。   On the other hand, the ¼ wavelength line (@LO frequency) 11 operates as an impedance transformer (SHORT⇔OPEN) at the LO frequency, and fRF≈2 × fLO at the RF frequency, so that it becomes a ½ wavelength line. Save the front and back impedance. Therefore, the impedance of the shunt circuit constituted by the resistor 10, the quarter wavelength line (@LO frequency) 11, and the ground 12 is infinite at the LO frequency and the value of the resistor 10 at the RF frequency.

このように、抵抗10の値を同相分配器4の入力インピーダンスと同一の値に設定することにより、インピーダンスマッチングが可能となり、2つのミクサ5,6間のアイソレーションを確保することができる。   In this way, by setting the value of the resistor 10 to the same value as the input impedance of the in-phase distributor 4, impedance matching becomes possible, and isolation between the two mixers 5 and 6 can be ensured.

以上のように、上記のように構成された直交変調器においては、抵抗10、1/4波長線路(@LO周波数)11、グラウンド12、1/4波長線路(@RF周波数)13を付加することにより、RF周波数における同相分配器4前段のインピーダンスマッチングが可能となり、2つのミクサ5,6間のアイソレーションを確保することができ、良好な変調精度を得ることができる。   As described above, in the quadrature modulator configured as described above, the resistor 10, the quarter wavelength line (@LO frequency) 11, the ground 12, and the quarter wavelength line (@RF frequency) 13 are added. As a result, impedance matching of the front stage of the in-phase distributor 4 at the RF frequency is possible, and isolation between the two mixers 5 and 6 can be ensured, and good modulation accuracy can be obtained.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る直交変調器の構成を図3に示す。図3において、1〜3、および5〜8は上述の図5に示した従来の直交変調器と同一のものであり、10〜13は上述の図1に示したこの発明の実施の形態1に係る直交変調器と同一のものであるため、ここでは、説明を省略する。なお、図3において、14は、図1の同相分配器4の代わりに設けられた45°分配器であり、15は、図1の90°合成器9の代わりに設けられた同相合成器である。
Embodiment 2. FIG.
The configuration of the quadrature modulator according to Embodiment 2 of the present invention is shown in FIG. 3, 1 to 3 and 5 to 8 are the same as the conventional quadrature modulator shown in FIG. 5, and 10 to 13 are the first embodiment of the present invention shown in FIG. Since this is the same as the quadrature modulator according to FIG. In FIG. 3, 14 is a 45 ° distributor provided in place of the in-phase distributor 4 in FIG. 1, and 15 is an in-phase combiner provided in place of the 90 ° combiner 9 in FIG. is there.

次に図4を用いて本実施の形態2に係る直交変調器の動作について説明する。まず、LO1が局部発振波(LO信号)を発生する。増幅器2は、LO1から出力されるLO信号を増幅する。低域通過フィルタ3は、増幅器2が出力する増幅されたLO信号のうち、予め設定された所望の帯域のLO信号のみを抽出して通過させる。第1のインピーダンス変成手段である、1/4波長線路(@RF周波数)13は、低域通過フィルタ3を通過したLO信号のRF周波数における出力インピーダンスを無限大に変成する。次に、第2のインピーダンス変成手段である、抵抗10、1/4波長線路(@LO周波数)11、および、グラウンド12が、1/4波長線路(@RF周波数)13によって出力インピーダンスが変成されたLO信号のLO周波数における出力インピーダンスを無限大、当該LO信号のRF周波数における出力インピーダンスを抵抗10の値と同じ値に変成して、45°分配器14に入力する。45°分配器14は、入力されたLO信号を45°の位相差で等振幅に分配する。45°分配器14から出力される分配された一方のLO信号は第1の偶高調波ミクサ5に入力され、他方のLO信号は第2の偶高調波ミクサ6に入力される。第1の偶高調波ミクサ5は、45°分配器14から入力された分配された一方のLO信号とIチャネルベースバンド信号生成部7から出力されるIF信号のI成分とを混合してRF信号を出力する。第2の偶高調波ミクサ6は、45°分配器14から入力された分配された他方のLO信号とIQチャネルベースバンド信号生成部8から出力されるIF信号のQ成分とを混合してRF信号を出力する。第1の偶高調波ミクサ5が出力するRF信号と第2の偶高調波ミクサ6が出力するRF信号とは同相合成器15に入力され、同相合成器15により同位相で合成される。   Next, the operation of the quadrature modulator according to the second embodiment will be described with reference to FIG. First, LO1 generates a local oscillation wave (LO signal). The amplifier 2 amplifies the LO signal output from the LO1. The low-pass filter 3 extracts and passes only an LO signal in a desired band set in advance from the amplified LO signal output from the amplifier 2. A quarter wavelength line (@RF frequency) 13, which is the first impedance transformation means, transforms the output impedance at the RF frequency of the LO signal that has passed through the low-pass filter 3 to infinity. Next, the output impedance of the resistor 10, the quarter wavelength line (@LO frequency) 11 and the ground 12, which are the second impedance transformation means, is transformed by the quarter wavelength line (@RF frequency) 13. The output impedance of the LO signal at the LO frequency is infinite, and the output impedance of the LO signal at the RF frequency is transformed to the same value as the value of the resistor 10 and input to the 45 ° distributor 14. The 45 ° distributor 14 distributes the input LO signal to equal amplitude with a phase difference of 45 °. One of the distributed LO signals output from the 45 ° distributor 14 is input to the first even harmonic mixer 5, and the other LO signal is input to the second even harmonic mixer 6. The first even harmonic mixer 5 mixes one of the distributed LO signals input from the 45 ° distributor 14 with the I component of the IF signal output from the I channel baseband signal generation unit 7 to generate RF. Output a signal. The second even harmonic mixer 6 mixes the other distributed LO signal input from the 45 ° distributor 14 with the Q component of the IF signal output from the IQ channel baseband signal generation unit 8 to generate RF. Output a signal. The RF signal output from the first even harmonic mixer 5 and the RF signal output from the second even harmonic mixer 6 are input to the in-phase synthesizer 15 and synthesized in phase by the in-phase synthesizer 15.

RF周波数において、低域通過フィルタ(π型)3の出力インピーダンスはほぼゼロであるが、本実施の形態においては、1/4波長線路(@RF周波数)13がインピーダンス変成器(SHORT⇔OPEN)として動作するため1/4波長線路(@RF周波数)13の出力インピーダンスはほぼ無限大となる。   At the RF frequency, the output impedance of the low-pass filter (π-type) 3 is almost zero. In the present embodiment, the quarter wavelength line (@RF frequency) 13 is an impedance transformer (SHORT⇔OPEN). Therefore, the output impedance of the ¼ wavelength line (@RF frequency) 13 becomes almost infinite.

一方、1/4波長線路(@LO周波数)11は、LO周波数においてはインピーダンス変成器(SHORT⇔OPEN)として動作し、RF周波数においてはfRF≒2×fLOなため、1/2波長線路となり、前後のインピーダンスを保存する。よって、抵抗10、1/4波長線路(@LO周波数)11、及び、グラウンド12により構成されるシャント回路のインピーダンスは、LO周波数においては無限大、RF周波数においては抵抗10の値となる。従って、抵抗10の値を45°分配器14の入力インピーダンスと同一の値に設定することによりインピーダンスマッチングが可能となる。   On the other hand, the ¼ wavelength line (@LO frequency) 11 operates as an impedance transformer (SHORT⇔OPEN) at the LO frequency and becomes a ½ wavelength line because fRF≈2 × fLO at the RF frequency. Save the front and back impedance. Therefore, the impedance of the shunt circuit constituted by the resistor 10, the quarter wavelength line (@LO frequency) 11, and the ground 12 is infinite at the LO frequency and the value of the resistor 10 at the RF frequency. Therefore, impedance matching can be performed by setting the value of the resistor 10 to the same value as the input impedance of the 45 ° distributor 14.

以上のように、上記のように構成された直交変調器においては、抵抗10、1/4波長線路(@LO周波数)11、グラウンド12、1/4波長線路(@RF周波数)13を付加することにより、RF周波数における45°分配器14前段のインピーダンスマッチングが可能となり、2つのミクサ5,6間のアイソレーションを確保することができ、良好な変調精度を得ることができる。   As described above, in the quadrature modulator configured as described above, the resistor 10, the quarter wavelength line (@LO frequency) 11, the ground 12, and the quarter wavelength line (@RF frequency) 13 are added. As a result, impedance matching of the previous stage of the 45 ° distributor 14 at the RF frequency is possible, and isolation between the two mixers 5 and 6 can be ensured, and good modulation accuracy can be obtained.

この発明の実施の形態1による直交変調器の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the quadrature modulator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による直交変調器において、2つのミクサ間のアイソレーションが確保できる理由を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reason which can ensure the isolation between two mixers in the quadrature modulator according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態2による直交変調器の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the quadrature modulator by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による直交変調器において、2つのミクサ間のアイソレーションが確保できる理由を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reason which can ensure the isolation between two mixers in the orthogonal modulator by Embodiment 2 of this invention. 従来の直交変調器の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional quadrature modulator. 従来の直交変調器において、2つのミクサ間のアイソレーションが劣化する理由を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reason for the isolation between two mixers degrading in the conventional quadrature modulator.

符号の説明Explanation of symbols

1 局部発振器、2 増幅器、3 低域通過フィルタ(π型)、4 同相分配器、5 第1の偶高調波ミクサ、6 第2の偶高調波ミクサ、7 Iチャネルベースバンド信号生成部、8 Qチャネルベースバンド信号生成部、9 90°合成器、10 抵抗、11 1/4波長線路(@LO周波数)、12 グラウンド、13 1/4波長線路(@RF周波数)、14 45°分配器、15 同相合成器。   1 local oscillator, 2 amplifier, 3 low-pass filter (π type), 4 in-phase distributor, 5 first even harmonic mixer, 6 second even harmonic mixer, 7 I channel baseband signal generator, 8 Q channel baseband signal generator, 990 ° combiner, 10 resistor, 11 1/4 wavelength line (@LO frequency), 12 ground, 13 1/4 wavelength line (@RF frequency), 14 45 ° distributor, 15 In-phase synthesizer.

Claims (2)

局部発振波を発生する局部発振器と、
前記局部発振器から出力される局部発振波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器が出力する局部発振波信号を通過させる低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタから出力される前記局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを略々無限大に変成する第1のインピーダンス変成手段と、
前記第1のインピーダンス変成手段に接続された抵抗を有し、前記第1のインピーダンス変成手段によって出力インピーダンスが変成された前記局部発振波信号のLO周波数における出力インピーダンスを無限大にし、当該局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを前記抵抗の値と同じ値に変成する第2のインピーダンス変成手段と、
前記第1および第2のインピーダンス変成手段によってインピーダンスが変成された局部発振波信号を等位相および等振幅で2つに分配する同相分配器と、
IF信号のI成分を出力するIチャネルベースバンド信号生成部と、
IF信号のQ成分を出力するQチャネルベースバンド信号生成部と、
前記同相分配器により分配されたLO信号の一方と前記Iチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のI成分とを混合して第1のRF信号を出力する第1の偶高調波ミクサと、
前記同相分配器により分配されたLO信号の他方と前記Qチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のQ成分とを混合して第2のRF信号を出力する第2の偶高調波ミクサと、
前記第1の偶高調波ミクサが出力する第1のRF信号と前記第2の偶高調波ミクサが出力する第2のRF信号とを略々90°の位相差で合成する90°合成器と
を備えたことを特徴とする直交変調器。
A local oscillator that generates a local oscillation wave;
An amplifier for amplifying a local oscillation wave signal output from the local oscillator;
A low-pass filter that passes a local oscillation signal output from the amplifier;
First impedance transformation means for transforming an output impedance at an RF frequency of the local oscillation wave signal output from the low-pass filter to substantially infinite;
The local oscillation wave has a resistance connected to the first impedance transformation means, the output impedance at the LO frequency of the local oscillation wave signal whose output impedance is transformed by the first impedance transformation means is infinite, and the local oscillation wave Second impedance transformation means for transforming the output impedance at the RF frequency of the signal to the same value as the value of the resistor;
An in-phase distributor that distributes the local oscillation wave signal whose impedance is transformed by the first and second impedance transformation means into two with equal phase and equal amplitude;
An I channel baseband signal generation unit for outputting an I component of the IF signal;
A Q channel baseband signal generator for outputting the Q component of the IF signal;
A first even harmonic mixer that outputs a first RF signal by mixing one of the LO signals distributed by the in-phase distributor and the I component of the IF signal output from the I channel baseband signal generation unit. When,
A second even harmonic mixer that outputs the second RF signal by mixing the other LO signal distributed by the in-phase distributor and the Q component of the IF signal output from the Q channel baseband signal generator. When,
A 90 ° combiner that combines the first RF signal output from the first even harmonic mixer and the second RF signal output from the second even harmonic mixer with a phase difference of approximately 90 °; A quadrature modulator comprising:
局部発振波を発生する局部発振器と、
前記局部発振器から出力される局部発振波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器が出力する局部発振波信号を通過させる低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタから出力される前記局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを略々無限大に変成する第1のインピーダンス変成手段と、
前記第1のインピーダンス変成手段に接続された抵抗を有し、前記第1のインピーダンス変成手段によって出力インピーダンスが変成された前記局部発振波信号のLO周波数における出力インピーダンスを無限大にし、当該局部発振波信号のRF周波数における出力インピーダンスを前記抵抗の値と同じ値に変成する第2のインピーダンス変成手段と、
前記第1および第2のインピーダンス変成手段によってインピーダンスが変成された局部発振波信号を45°の位相差で等振幅の2つのLO信号に分配する同相分配器と、
IF信号のI成分を出力するIチャネルベースバンド信号生成部と、
IF信号のQ成分を出力するQチャネルベースバンド信号生成部と、
前記同相分配器により分配されたLO信号の一方と前記Iチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のI成分とを混合して第1のRF信号を出力する第1の偶高調波ミクサと、
前記同相分配器により分配されたLO信号の他方と前記Qチャネルベースバンド信号生成部から出力されるIF信号のQ成分とを混合して第2のRF信号を出力する第2の偶高調波ミクサと、
前記第1の偶高調波ミクサが出力する第1のRF信号と前記第2の偶高調波ミクサが出力する第2のRF信号とを同位相で合成する同相合成器と
を備えたことを特徴とする直交変調器。
A local oscillator that generates a local oscillation wave;
An amplifier for amplifying a local oscillation wave signal output from the local oscillator;
A low-pass filter that passes a local oscillation signal output from the amplifier;
First impedance transformation means for transforming an output impedance at an RF frequency of the local oscillation wave signal output from the low-pass filter to substantially infinite;
The local oscillation wave has a resistance connected to the first impedance transformation means, the output impedance at the LO frequency of the local oscillation wave signal whose output impedance is transformed by the first impedance transformation means is infinite, and the local oscillation wave Second impedance transformation means for transforming the output impedance at the RF frequency of the signal to the same value as the value of the resistor;
An in-phase distributor that distributes a local oscillation wave signal whose impedance has been transformed by the first and second impedance transformation means into two LO signals of equal amplitude with a phase difference of 45 °;
An I channel baseband signal generation unit for outputting an I component of the IF signal;
A Q channel baseband signal generator for outputting the Q component of the IF signal;
A first even harmonic mixer that outputs a first RF signal by mixing one of the LO signals distributed by the in-phase distributor and the I component of the IF signal output from the I channel baseband signal generation unit. When,
A second even harmonic mixer that outputs the second RF signal by mixing the other LO signal distributed by the in-phase distributor and the Q component of the IF signal output from the Q channel baseband signal generator. When,
An in-phase synthesizer for synthesizing the first RF signal output from the first even harmonic mixer and the second RF signal output from the second even harmonic mixer in the same phase; A quadrature modulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009296152A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp Quadrature modulator

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