JP2009164704A - 周波数変換回路、無線通信装置およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数変換回路の変換利得を変化させることのできる周波数変換回路を提供する。
【解決手段】 周波数変換回路１は、入力信号を増幅する増幅用トランジスタ６を有する増幅部３と、増幅された入力信号と局部発振信号をミキシングする差動トランジスタ対７を有するスイッチング部４と、増幅部３とスイッチング部４との段間Ｄに接続された利得切替回路５と、を備える。利得切替回路５は、段間Ｄに接続されたキャパシタ９と、キャパシタ９と接地部との間に設けられたスイッチ１１とを有する。スイッチ１１をオンにすると、周波数変換回路１の変換利得が低下し、スイッチ１１をオフにすると、周波数変換回路１の変換利得が回復する。スイッチ１１をオン・オフ制御することによって、周波数変換回路１の変換利得を変化させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、情報端末等の無線通信装置に使用される周波数変換回路に関し、特に、変換利得を切り替える機能を有する周波数変換回路に関するものである。

近年、ミリ波帯を用いた無線通信装置の開発への期待が高まっている。ミリ波帯では、空間中での距離減衰が大きく、また電磁波の直進性が高い。そのため、近距離での超高速無線通信への適用が期待されている。近距離での無線伝送では、伝送距離の変化に応じて受信電力強度が大きく変化する。したがって、受信側の高周波回路には、高い変換利得が要求されるとともに、伝送距離の変化に応じた受信電力のダイナミックレンジの確保が要求される。

また、無線通信装置の開発においては、小型化や低コスト化が要求される。これらの要求を実現する手段として、無線通信回路のＩＣ化が検討されている。無線通信回路の構成要素の１つである周波数変換回路には、一般的にシングルバランスドミキサ、またはダブルバランスドミキサが用いられる。従来から、これらの周波数変換回路の高利得化の検討が行われている。

従来、高利得の周波数変換回路として、相互コンダクタンス増幅部の出力端と電流スイッチ部の入力端の間に、インダクタとキャパシタからなる整合回路を設けた周波数変換器が提案されている（例えば特許文献１参照）。この従来の周波数変換器では、整合回路を設けることによって段間の整合を取り、シングルバランスドミキサおよびダブルバランスドミキサの高利得化を図っている。
特開２００４−１６６２０４号公報（第５−７頁、第１図）

しかしながら、従来の周波数変換器においては、並列共振回路を増幅部と電流スイッチ部の間に直列に挿入しているため、増幅部と電流スイッチ部の間隔が大きくなり、段間での通過損失が大きくなる。そのため、特にミリ波帯や準ミリ波帯のような高周波帯では、周波数変換器の特性が低下するという問題がある。また、従来の周波数変換器では、スイッチ機能がないため、入力レベルに応じてミキサの変換利得を切り替えることが困難であある。したがって、伝送距離の変化に応じた受信電力のダイナミックレンジを確保することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、変換利得を切り替えることのできる周波数変換回路を提供することを目的とする。

本発明の周波数変換回路は、入力信号を増幅する増幅用トランジスタを有する増幅部と、増幅された前記入力信号と局部発振信号をミキシングする差動トランジスタ対を有するスイッチング部と、前記増幅部と前記スイッチング部との段間と、接地部との間に接続された利得切替回路と、を備え、前記利得切替回路は、前記段間に接続されたキャパシタと、前記キャパシタと前記接地部との間に設けられたスイッチとを有する構成を有している。

この構成により、利得切替回路のスイッチをオンにすると、増幅部とスイッチング部の段間に、接地されたキャパシタが接続される。これにより、段間の容量値が大きくなり、周波数変換回路の変換利得が抑制される。スイッチをオフにすると、キャパシタによって抑制された変換利得が回復する。このようにスイッチをオン・オフすることにより、周波数変換回路の変換利得を変化させることができる。したがって、近距離無線通信等において送受信間の距離が変化し受信電力が大きく変化する場合でも、周波数変換回路の変換利得を切り替えることにより、安定的に通信を行うことができる。

また、本発明の周波数変換回路では、前記キャパシタと前記スイッチとの間に、接地されたインダクタが接続された構成を有している。

この構成により、利得切替回路のスイッチをオンにすると、上記と同様にして、接地されたキャパシタが段間に接続される。これにより、段間の容量値が大きくなり、周波数変換回路の変換利得が抑制される。スイッチをオフにすると、接地されたインダクタとキャパシタが段間に接続される。このインダクタとキャパシタと段間の寄生容量によって共振回路が構成される。これにより、段間の寄生容量が除去され、所定の周波数帯での変換利得が向上する。このようにスイッチをオン・オフすることにより、周波数変換回路の変換利得を大きく変化させることができる。

また、本発明の周波数変換回路では、前記段間に、複数の前記利得切替回路が並列に接続された構成を有している。

この構成により、複数の利得切替回路のキャパシタによって、変換利得の切替えに必要な容量値を分割することができる。これにより、利得切替回路のキャパシタの面積を小さくすることができ、周波数変換回路の小型化が可能となる。また、キャパシタの面積が小さいので、増幅部とスイッチング部の間隔を短くすることができ、段間での通過損失を抑えることができる。

また、本発明の周波数変換回路では、前記複数の利得切替回路の各々のキャパシタの容量が同一である構成を有している。

この構成により、同一容量のキャパシタを有する複数の利得切替回路を、差動トランジスタ対に対して対称的に配置することにより、差動トランジスタ対のバランス特性が向上する。

また、本発明の周波数変換回路では、前記キャパシタが、可変容量キャパシタで構成された構成を有している。

この構成により、キャパシタの容量を変化させることにより、利得切替量を連続的に制御することができる。

また、本発明の周波数変換回路では、前記インダクタが、半導体基板上に形成された線路パターンで構成された構成を有している。

この構成により、インダクタを半導体基板上に形成された線路パターンで構成することによって、利得切替回路を小型化することができる。例えば、ミリ波帯などの高周波帯では、線路パターンの長さは約１００μｍ程度であり、利得切替回路の小型化が可能となる。

また、本発明の周波数変換回路では、前記スイッチが、トランジスタで構成された構成を有している。

この構成により、スイッチをトランジスタで構成することによって、利得切替回路を小型化することができる。

また、本発明の周波数変換回路では、前記増幅部と前記スイッチング部と前記利得切替回路が、半導体集積回路として半導体基板上に形成された構成を有している。

この構成により、周波数変換回路を、小型で安価に大量生産することが可能となる。

本発明の無線通信装置は、上記の周波数変換回路を用いて無線通信信号の周波数を変換する構成を有している。

この無線通信装置によれば、近距離無線通信等において送受信間の距離が変化して受信電力が大きく変化する場合でも、受信電力レベルを測定しながら受信電波状況に応じて変換利得を切り替えることができ、安定した無線通信を実現することができる。

本発明の無線通信システムは、上記の周波数変換回路を用いて無線通信信号の周波数を変換する構成を有している。

この無線通信システムによっても、近距離無線通信等において送受信間の距離が変化して受信電力が大きく変化する場合でも、受信電力レベルを測定しながら受信電波状況に応じて変換利得を切り替えることができ、安定した無線通信を実現することができる。

本発明は、増幅部とスイッチング部との段間に利得切替回路を設けることにより、周波数変換回路の変換利得を変化させることができるという効果を有する周波数変換回路を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の周波数変換回路について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、情報端末等の無線通信装置や無線通信システムに使用される周波数変換回路の場合を例示する。この周波数変換回路は、変換利得の切替機能を有するアクティブ回路である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の周波数変換回路の構成を図１に示す。図１に示すように、周波数変換回路１は、ＲＦ端子から入力された入力信号の整合をとる整合回路２と、整合がとられた信号を増幅する増幅部３と、増幅された信号と局部発振信号をミキシングするスイッチング部４を備えている。そして、増幅部３とスイッチング部４との段間Ｄには、接地された利得切替回路５が接続されている。

周波数変換回路１への入力信号は、高周波数信号であるＲＦ信号（無線周波数信号）であり、ＲＦ端子から入力される。また、周波数変換（ダウンコンバート）に用いる局部発振信号は、二つのＬＯ端子（ＬＯ＋端子とＬＯ−端子）からそれぞれ入力される。そして、周波数変換回路１からの出力信号は、ＩＦ信号（中間周波数信号）であり、二つのＩＦ端子（ＩＦ＋端子とＩＦ−端子）から出力される。

図１に示すように、増幅部３は、トランジスタ６（例えばＦＥＴ）で構成されている。トランジスタ６のゲート端子には整合回路２が接続されており、トランジスタ６のソース端子は接地されている。トランジスタ６のドレイン端子はスイッチング部４に接続されている。この増幅部３のトランジスタ６は、本発明の増幅用トランジスタに相当する。

スイッチング部４は、一対のトランジスタ７（例えばＦＥＴ）と一対の負荷回路８で構成されている。スイッチング部４の一対のトランジスタ７のソース端子は、増幅部３のトランジスタ６のドレイン端子にそれぞれ並列に接続されている。また、スイッチング部４のトランジスタ７のゲート端子は、それぞれＬＯ端子に接続されている。スイッチング部４のトランジスタ７のドレイン端子には、負荷回路８とＩＦ端子がそれぞれ並列に接続されている。そして、一対の負荷回路８は、電源電圧端子（Ｖｄｄ端子）にそれぞれ並列に接続されている。このスイッチング部４の一対のトランジスタ７は、本発明の差動トランジスタ対に相当する。

利得切替回路５は、キャパシタ９とインダクタ１０とスイッチ１１で構成されている。キャパシタ９は、増幅部３とスイッチング部４との段間Ｄに接続されており、このキャパシタ９には、接地されたインダクタ１０と接地されたスイッチ１１がそれぞれ並列に接続されている。

図２は、利得切替回路５の一例を示す図である。ここでは、一例として、６０ＧＨｚ用の利得切替回路５の構成を説明する。図２に示すように、キャパシタ９は、可変容量キャパシタであり、例えば、半導体基板上に形成されたＭＯＭ容量（Metal-Oxide-Metal Capacitor）等が用いられる。６０ＧＨｚ用の場合、ＭＯＭ容量の一辺の長さは、約２０μｍ程度である。また、インダクタ１０は、半導体基板上に形成された線路パターンで構成されている。ミリ波帯の高周波信号（例えば６０ＧＨｚの高周波信号）の場合、線路パターンの長さは約１００μｍ程度である。また、スイッチ１１は、ＭＯＳトランジスタで構成され、半導体基板上に形成されている。したがって、利得切替回路５の小型化が可能である。

なお、マイクロ波などの周波数帯では、キャパシタ９とインダクタ１０の使用面積が共に非常に大きくなるため、トランジスタ６と差動トランジスタ対７の距離が離れてしまい、回路の小型化が困難であり、ミキサとしての特性が低下するおそれがある。よって、この利得切替回路５は、ミリ波帯などの高周波数帯において適用することが望ましい。

本実施の形態では、増幅部３、スイッチング部４、利得切替回路５などが、半導体集積回路として半導体基板上に形成されており、周波数変換回路１が、半導体プロセスを用いて集積回路として構成されている。

また、本実施の形態の周波数変換回路１は、無線通信装置１２（例えば無線端末）に用いられる。図３は、周波数変換回路１を用いた無線通信装置１２の構成を示す説明図である。図３に示すように、無線通信装置１２は、ＲＦ信号からＩＦ信号への周波数変換を行う周波数変換回路１と、周波数変化されたＩＦ信号を復調する復調部１３と、復調された信号のレベル値を予め設定された閾値と比較して信号レベルの大小判定を行う判定部１４と、判定部１４での判定結果に応じて利得切替回路５のスイッチ１１のオン・オフ制御を行う利得切替制御部１５を備えている。この利得切替制御部１５は、信号レベルが閾値より大きいと判定されたときに利得切替回路５のスイッチ１１をオン状態にし、信号レベルが閾値以下であると判定されたときに利得切替回路５のスイッチ１１をオフ状態にするように、オン・オフ制御を行う。

以上のように構成された周波数変換回路１について、以下その動作を説明する。ここでは、一例として、ＲＦ信号を受信したときの周波数変換回路１の動作について説明する。

受信したＲＦ信号は、整合回路２を介して、トランジスタ６のゲート端子に入力される。トランジスタ６のソース端子を接地することによって、トランジスタ６はＲＦ信号を増幅する増幅器として作用し、増幅されたＲＦ信号をトランジスタ６のドレイン端子から出力する。

出力されたＲＦ信号は、差動トランジスタ対７のソース端子にそれぞれ入力される。同時に、局部発振信号が、差動トランジスタ対７のゲート端子にそれぞれ入力される。この際、ＬＯ信号を差動信号とすることにより、差動トランジスタ対７のゲート端子に入力されたＬＯ信号の極性によって差動トランジスタ対７がそれぞれ逆相で動作し、ＲＦ信号とＬＯ信号がミキシングされる。ミキシングによって生成されたＩＦ信号は、差動トランジスタ対７のドレイン端子から差動信号として出力される。出力されたＩＦ信号は、差動トランジスタ対７のドレイン端子に接続された負荷回路８を介して、差動の電圧振幅として取り出すことができる。

ここで、本発明の特徴的な動作について説明する。トランジスタ６のドレイン端子には寄生容量が発生する。例えば、本実施の形態の周波数変換回路１では、増幅部３のトランジスタ６とスイッチング部４の差動トランジスタ対７との間に対接地の寄生容量が発生する。この周波数変換回路１では、増幅部３（トランジスタ６）とスイッチング部４（差動トランジスタ対７）との段間Ｄに利得切替回路５を接続することにより、その寄生容量をキャンセルすることができる。また、この利得切替回路５によって、周波数変換回路１の変換利得を制御することができる。以下、この点について詳細に説明する。

本実施の形態の利得切替回路５では、増幅部３のトランジスタ６とスイッチング部４の差動トランジスタ対７との間の対接地の寄生容量を打ち消すために、この寄生容量と並列にインダクタ１０を対接地に配置した。これにより、寄生容量とインダクタ１０で共振回路を形成する。このとき、インダクタ１０の値を調整することにより、所望の周波数帯で共振させることができ、その結果、ＲＦ特性を改善して変換利得を向上させることができる。

ただし、近距離無線通信などで受信電力が大きく変化する場合には、利得切替が必要となる。そこで、本実施の形態の利得切替回路５では、キャパシタ９をインダクタ１０と直列に配置し、キャパシタ９とインダクタ１０の間にスイッチ１１を対接地に配置した。スイッチ１１をオフにした場合には、キャパシタ９とインダクタ１０と寄生容量とで共振回路が形成される。所望の周波数で共振回路として作用するように、キャパシタ９とインダクタ１０の値を調整することによって、ＲＦ特性を改善して変換利得を向上させることができる。スイッチ１１をオンにした場合には、トランジスタ６と差動トランジスタ対７の間の容量値が、寄生容量とキャパシタ９の容量値を足した合計値となる。このように対接地の容量値を増加させることにより、ＲＦ特性を低下させて変換利得を抑圧することができる。このように利得切替回路５のスイッチ１１をオン・オフすることによって、変換利得を制御することができる。

なお、キャパシタ９を上記のような位置に配置することで、スイッチ１１に対してＤＣカットの働きをするため、スイッチ１１をオンにした時でも直流的に接地されることがなく、周波数変換回路１の利得切替を行うことができる。

次に、本実施の形態の周波数変換回路１を用いた無線通信装置１２の動作について説明する。

無線通信装置１２では、アンテナや低雑音増幅器等（図示せず）を介して受信した受信信号を、周波数変換回路１でミキシングし、ＩＦ（ＢＢ）信号に周波数変換する。周波数変換されたＩＦ（ＢＢ）信号は復調部１３で復調される。復調された信号は判定部１４に送信される。判定部１４では、予め設定した閾値に対して受信した信号の大小が判定される。そして、その判定結果が、利得切替制御部１５に送信される。利得切替制御部１５では、判定部１４で判定された結果に基づいて、利得切替回路５のスイッチ１１の制御が行われる。

例えば、受信電力が閾値より大きい場合には、スイッチ１１をオン状態にする制御信号（オン信号）を出力してスイッチ１１を制御する。また、受信電力が閾値よりも小さい場合には、スイッチ１１をオフ状態にする制御信号（オフ信号）を出力してスイッチ１１を制御する。

このように、受信電界強度に応じて周波数変換回路１の利得を切り替えることにより、近距離無線通信等において受信電力が大きく変化する場合でも、高品質に通信をすることが可能となる。なお、利得切替の判定の基準としては、受信電力強度以外を用いてもよく、例えば、スループットを測定し、その結果を元に判定を行っても良い。

このような本発明の第１の実施の形態の周波数変換回路１によれば、増幅部３とスイッチング部４との段間Ｄに利得切替回路５を設けることにより、周波数変換回路１の変換利得を変化させることができる。具体的には、トランジスタ６のドレイン端子とトランジスタ６のソース端子の間に利得切替回路５を接続し、利得切替回路５の特性をスイッチ１１を用いて切り替える。これにより、スイッチ１１をオンにした時には、キャパシタ９とインダクタ１０を用いて寄生容量と共振回路を構成することで変換利得を向上させ、スイッチ１１をオフにした時には、キャパシタ９と寄生容量とで等価的に寄生容量値を大きくすることで変換利得を低下させることができる。その結果、変換利得を大きく切り替えることのできる周波数変換回路１を実現することが可能になる。

つまり、本実施の形態では、利得切替回路５のスイッチ１１をオンにすると、増幅部３とスイッチング部４の段間Ｄに、接地されたキャパシタ９が接続される。これにより、段間Ｄの容量値が大きくなり、周波数変換回路１の変換利得が抑制される。スイッチ１１をオフにすると、接地されたインダクタ１０とキャパシタ９が段間Ｄに接続される。このインダクタ１０とキャパシタ９と段間Ｄの寄生容量によって共振回路が構成される。これにより、段間Ｄの寄生容量が除去され、所定の周波数帯での変換利得が向上する。このようにスイッチ１１をオン・オフすることにより、周波数変換回路１の変換利得を大きく変化させることができる。したがって、近距離無線通信等において送受信間の距離が変化し受信電力が大きく変化する場合でも、周波数変換回路１の変換利得を切り替えることにより、安定的に通信を行うことができる。

なお、本実施の形態では、ＲＦ信号とＬＯ信号をミキシングしてＩＦ信号を得る構成について説明したが、ＲＦ信号とＬＯ信号が同一となるダイレクトコンバージョン方式にも適用可能である。この場合、出力される信号はＤＣ成分を含むベースバンド信号となる。

また、この利得切替回路５は、段間Ｄに直列的に挿入されていないので、従来と比べて増幅部３とスイッチング部４の間隔を短くすることができ、段間Ｄでの通過損失を抑えることができる。

また、本実施の形態では、キャパシタ９を可変容量キャパシタで構成することにより、キャパシタ９の容量を変化させて、利得切替量を連続的に制御することができる。

また、本実施の形態では、インダクタ１０を半導体基板上に形成された線路パターンで構成することによって、利得切替回路５を小型化することができる。例えば、ミリ波帯などの高周波帯では、線路パターンの長さは約１００μｍ程度であり、利得切替回路５の小型化が可能となる。

また、本実施の形態では、スイッチ１１をトランジスタで構成することによって、利得切替回路５を小型化することができる。

また、本実施の形態では、増幅部３とスイッチング部４と利得切替回路５を、半導体集積回路として半導体基板上に形成することにより、周波数変換回路１を、小型で安価に大量生産することが可能となる。

また、本実施の形態の無線通信装置１２または無線通信システムによれば、近距離無線通信において送受信間の距離が変化することで受信電力レベルが大きく変化する場合でも、変換利得量を切り替えることができるため、信頼性の高い無線通信システムを提供することが可能となる。

つまり、本実施の形態では、近距離無線通信等において送受信間の距離が変化して受信電力が大きく変化する場合でも、受信電力レベルを測定しながら受信電波状況に応じて変換利得を切り替えることができ、安定した無線通信を実現することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の周波数変換回路について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態の周波数変換回路の構成を示す説明図である。

図４に示すように、本実施の形態の周波数変換回路２０が第１の実施の形態と相違する点は、利得切替回路２１にインダクタ１０が設けられていないことにあり、他の構成については第１の実施の形態と同じである。つまり、ここで特に言及しない限り、本実施の形態の周波数変換回路２０の構成は、第１の実施の形態と同様である。

第２の実施の形態の周波数変換回路２０では、スイッチ１１をオフにした時には、キャパシタ９の一方が接地されないため、寄生容量としてＲＦ特性を低下させることがなく、利得切替回路２１が付加されていない状態と同じとなる。スイッチ１１をオンにした時には、キャパシタ９の一方が接地されるため、キャパシタ９も寄生容量として働き、変換利得を抑圧する効果がある。したがって、スイッチ１１のオン・オフによって周波数変換回路２０の変換利得を切り替えることが可能となる。

このような周波数変換回路２０では、利得切替回路２１のスイッチ１１をオンにすると、増幅部３とスイッチング部４の段間Ｄに、接地されたキャパシタ９が接続される。これにより、段間Ｄの容量値が大きくなり、周波数変換回路２０の変換利得が抑制される。スイッチ１１をオフにすると、キャパシタ９によって抑制された変換利得が回復する。このようにスイッチ１１をオン・オフすることにより、周波数変換回路２０の変換利得を変化させることができる。したがって、近距離無線通信等において送受信間の距離が変化し受信電力が大きく変化する場合でも、周波数変換回路２０の変換利得を切り替えることにより、安定的に通信を行うことができる。

また、本実施の形態では、第１の実施の形態に比べて、インダクタ１０を設ける必要が無いため、その分だけ小型化することが可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態の周波数変換回路について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態の周波数変換回路の構成を示す説明図である。

図５に示すように、本実施の形態の周波数変換回路３０が第１の実施の形態と相違する点は、二つの利得切替回路５を備えていることにあり、他の構成については第１の実施の形態と同じである。つまり、ここで特に言及しない限り、本実施の形態の周波数変換回路３０の構成は、第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態では、二つの利得切替回路５が、増幅部３とスイッチング部４との段間Ｄに並列に接続されている。この二つの利得切替回路５の各々のキャパシタ３１の容量は同一である。この場合、二つのキャパシタ３１の各々の容量値は、第１の実施の形態における一つのキャパシタ９の容量の半分である。

このような第３の実施の形態の周波数変換回路３０によれば、二つの利得切替回路５を設けることにより、二つのキャパシタ３１の各々の容量値を通常の容量値（第１の実施の形態の容量値）の半分にすることができる。これにより、更なる回路の小型化が可能となる。つまり、二つの利得切替回路５のキャパシタ３１によって、変換利得の切替えに必要な容量値を二つに分割することができる。これにより、利得切替回路５のキャパシタ３１の面積を小さくすることができ、周波数変換回路３０の小型化が可能となる。また、キャパシタ３１の面積が小さいので、増幅部３とスイッチング部４の間隔を短くすることができ、段間Ｄでの通過損失を抑えることができる。

また、利得切替回路５を２つに分けることにより、差動トランジスタ対７に対して利得切替回路５を対称に配置することができるため、差動トランジスタ対７のバランス特性を良好に保つことができるという作用を有する。つまり、同一容量のキャパシタ３１を有する二つの利得切替回路５を、差動トランジスタ対７に対して対称的に配置することにより、差動トランジスタ対７のバランス特性が向上する。

また、２つのスイッチ１１を別々の制御信号で制御することによって、変換利得の切替えを多段階で行うことができる。例えば、「二つのスイッチ１１を共にオン」、「二つのスイッチ１１を共にオフ」、「一方のスイッチ１１をオン、他方のスイッチ１１をオフ」とすることにより、３種類の動作モードに設定することができ、利得切替を３段階で行うことができる。

なお、本実施の形態では、二つのキャパシタ３１の容量値がそれぞれ第１の実施の形態のキャパシタ９の容量値の半分であるとして説明したが、その限りではなく、二つのキャパシタ３１の容量値の合計が第１の実施の形態の容量値と等しければ良い。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、以上の説明では、トランジスタ６、７として、電界降下型トランジスタ（ＦＥＴ）を例にしたが、それに限るものではなく、一般的なトランジスタ構成であれば良いことは言うまでもない。

また、以上の説明では、キャパシタ９、３１とインダクタ１０の構成として、ＭＯＭ容量と半導体基板上に形成された線路パターンを例として説明したが、キャパシタ９、３１としてはＭＯＳ容量やＭＩＭ容量を用いても良く、インダクタ１０としてはスパイラルインダクタを用いても良い。さらに、キャパシタ９、３１としては、固定の容量値を持つキャパシタを用いても良いし、バラクタのような可変機能を有するキャパシタを用いても良い。キャパシタ９、３１を可変容量とすることで、利得を連続的に変化させることができる。

また、以上の説明では、スイッチ１１の構成として、トランジスタを用いた構成について説明したが、これに限るものではなく、ダイオード等のスイッチング機能を有するデバイスを使用しても良い。また、スイッチ１１の代わりとして、可変容量を用いても良い。このような構成とすることで、可変容量の容量値を連続的に変化させることで、変換利得も連続的に変化させることが可能となる。

また、以上の説明では、周波数変換回路１、２０、３０について説明したが、例えばカスコード接続された増幅器にも適用することができる。この場合、トランジスタ６のゲート端子に整合回路２を介してＲＦ信号を入力し、差動トランジスタ対７のゲート端子を交流的に接地することによって、カスコード接続増幅器として動作させることができる。そして、トランジスタ６と差動トランジスタ対７の間に利得切替回路５を設けることで増幅器の利得を切り替えることが可能になるという作用を有する。

また、以上の説明では、ＲＦ信号が片相入力であるシングルバランスドミキサ構成について説明したが、ＲＦ信号を差動入力とするダブルバランスドミキサ構成としても良いことは言うまでもない。

また、以上の説明では、スイッチング部４が一対のトランジスタ７で形成された構成について説明したが、その限りでなく、トランジスタ単体で構成されていても良い。この場合ＬＯ信号、出力されるＩＦ信号も片相信号となる。

以上のように、本発明にかかる周波数変換回路は、周波数変換回路の変換利得を変化させることができるという効果を有し、情報端末等の無線通信装置に使用され、有用である。

第１の実施の形態における周波数変換回路の説明図 周波数変換回路の利得切替回路の一例を示す図 周波数変換回路を用いた無線通信装置の説明図 第２の実施の形態における周波数変換回路の説明図 第３の実施の形態における周波数変換回路の説明図

符号の説明

１ 周波数変換回路
３ 増幅部
４ スイッチング部
５ 利得切替回路
６ トランジスタ（増幅用トランジスタ）
７ トランジスタ（差動トランジスタ対）
９ キャパシタ
１０ インダクタ
１１ スイッチ
１２ 無線通信装置
２０ 周波数変換回路
２１ 利得切替回路
３０ 周波数変換回路
３１ キャパシタ
Ｄ 段間

Claims (10)

1. 入力信号を増幅する増幅用トランジスタを有する増幅部と、
   増幅された前記入力信号と局部発振信号をミキシングする差動トランジスタ対を有するスイッチング部と、
   前記増幅部と前記スイッチング部との段間と、接地部との間に接続された利得切替回路と、
   を備え、
   前記利得切替回路は、前記段間に接続されたキャパシタと、前記キャパシタと前記接地部との間に設けられたスイッチとを有することを特徴とする周波数変換回路。
2. 前記キャパシタと前記スイッチとの間に、接地されたインダクタが接続されたことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換回路。
3. 前記段間に、複数の前記利得切替回路が並列に接続されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の周波数変換回路。
4. 前記複数の利得切替回路の各々のキャパシタの容量が同一であることを特徴とする請求項３に記載の周波数変換回路。
5. 前記キャパシタが、可変容量キャパシタで構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の周波数変換回路。
6. 前記インダクタが、半導体基板上に形成された線路パターンで構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の周波数変換回路。
7. 前記スイッチが、トランジスタで構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の周波数変換回路。
8. 前記増幅部と前記スイッチング部と前記利得切替回路が、半導体集積回路として半導体基板上に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の周波数変換回路。
9. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の周波数変換回路を用いて無線通信信号の周波数を変換することを特徴とする無線通信装置。
10. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の周波数変換回路を用いて無線通信信号の周波数を変換することを特徴とする無線通信システム。

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